多主跨悬索桥颤振形态演化机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51208104
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0810.工程防灾
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

As a new type of bridge, suspension bridges with multiple main spans have broad application prospects in sea-crossing and island-linking projects. In full aeroelastic model wind tunnel tests of the Maanshan Bridge, a unique flutter-mode-evolution phenomenon is observed: under the flutter critical wind speed, the model oscillation with first anti-symmetrical torsional mode transfers to alternative torsional oscillation between double spans, then transfers to oscillation with first symmetrical torsional mode, and violent oscillation happens at last. Because the reason for the phenomenon is unknown and there isn't a method to simulate it, it has academic value for further researches. And also, the flutter critical wind speed of the Maanshan Bridge is increased by the phenomenon sharply, so it's a potential flutter control measures for bridges with multiple main spans. In order to find out the mechanism of the phenomenon and get ready for it becoming a kind of brand-new flutter control measures, methods that combine theoretical analysis, numerical calculation and CFD are used to investigate the main contents as follows: firstly, two inferences about the causes of the phenomenon, soft flutter and internal resonance, will be verified. At the same time, an algorithm to analyse energy transformation of bridges in 3d will be presented and used to research the transfer, dissipation and radiation process of flutter energy for the Maanshan Bridge. Secondly, an approach to predict flutter-mode-evolution phenomenons of typical suspension bridges with multiple main spans will be proposed and then used to simulat and reproduce the phenomenon the Maanshan Bridge in numerical calculation. Last but not least, the condition for the occurrence of flutter-mode-evolution phenomenons of typical suspension bridges with multiple main spans will be argued, and as a flutter control measures, the effectiveness and robustness of the phenomenon will be discussed.
多主跨悬索桥作为一种新兴桥型在跨海连岛工程中有广阔的应用前景。马鞍山大桥全桥气弹模型风洞试验中发现了一种独特的颤振形态演化现象,即接近颤振临界风速时由两跨反对称扭转振动,经两跨交替扭转振动,过渡到两跨正对称扭转振动发散。该现象机理不明,暂无可以模拟其全过程的分析方法,具有深入研究的学术价值;它可以大幅提高颤振临界风速,是一种潜在的颤振控制措施,具有普遍推广的应用价值。拟采用理论分析、数值模拟和数值风洞等手段相结合的研究方法,针对该现象进行机理探索和应用研究,主要内容有:(1)验证关于现象成因的两个基本推断,即软颤振和内共振,并建立桥梁三维颤振能量转换分析的一般方法,研究该桥颤振能量传递、耗散和辐射的过程;(2)建立典型多主跨悬索桥颤振形态演化现象的预测方法,并在数值计算中模拟和再现上述现象的全过程;(3)论证典型多主跨悬索桥颤振形态演化的发生条件,研究其作为颤振控制措施的有效性和鲁棒性。

结项摘要

马鞍山大桥是一座跨径布置为2×1080m的三塔双主跨悬索桥,申请者在其全桥气弹模型风洞试验中发现了一种独特的颤振形态演化现象,即接近颤振临界风速时由两跨反对称扭转振动,经两跨交替扭转振动,过渡到两跨正对称扭转振动发散。该现象机理不明,暂无可以模拟其全过程的分析方法,具有深入研究的学术价值;它可以大幅提高颤振临界风速,是一种潜在的颤振控制措施,具有普遍推广的应用价值。本课题采用理论分析、数值模拟和数值风洞等手段相结合的研究方法,针对该现象进行机理探索和预测模型研究。首先验证了关于现象成因的两个基本推断,即软颤振和内共振,并建立桥梁三维颤振能量转换分析的一般方法,研究该桥颤振能量传递、耗散和辐射的过程;然后利用小波变换分析了马鞍山大桥风洞试验信号的时变功率谱和瞬时相位差,在此基础上建立了典型多主跨悬索桥颤振形态演化现象的预测方法,并在数值计算中模拟和再现上述现象的全过程;最后研究了颤振形态演化与颤振分支跳转的联系,论证了典型多主跨悬索桥颤振形态演化的发生条件。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
考虑特征紊流影响的大跨桥梁静风稳定分析方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张文明;葛耀君
  • 通讯作者:
    葛耀君
三塔双主跨悬索桥动力特性精细化分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国公路学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张文明;葛耀君
  • 通讯作者:
    葛耀君
Nonlinear aerostatic stability analysis of new suspension bridges with multiple main spans
新型多主跨悬索桥非线性空气静力稳定性分析
  • DOI:
    10.1007/s40430-013-0011-4
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Wen-ming Zhang;Yao-jun Ge;Marc L. Levitan
  • 通讯作者:
    Marc L. Levitan
基于应变能的三塔悬索桥静风失稳形态分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    桥梁建设
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张文明;王溧;刘钊
  • 通讯作者:
    刘钊
考虑桥塔风效应的多塔斜拉桥抖振响应分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋建永;李万恒;张文明;王玉倩
  • 通讯作者:
    王玉倩

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    李强
考虑桥塔风效应的多塔斜拉桥抖振响应分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋建永;李万恒;张文明;王玉倩
  • 通讯作者:
    王玉倩
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  • 发表时间:
    --
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  • 作者:
    张文明; 孟光; 周健斌; 陈杰宇
  • 通讯作者:
    陈杰宇
对相位编码信号的间歇采样转发干扰效果分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    电子对抗
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐乐涛;冯德军;张文明
  • 通讯作者:
    张文明

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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