台风脉动风谱概率建模与大跨桥梁随机抖振传递分析
刘子航1 方根深1,2 葛耀君1,2
1.同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室, 上海 200092
Probabilistic modeling of typhoon turbulent wind spectrum and uncertainty propagation analysis of buffeting response for long-span bridges
Liu Zihang1 Fang Genshen1,2 Ge Yaojun1,2
1.State Key Laboratory for Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China
摘要 脉动风速自功率谱(简称“脉动风谱”)描述湍流在不同频率范围的能量分布特征，是影响工程结构风振响应水平的关键风场函数，现有研究和设计方法多基于固定风谱参数获取结构确定性响应，对脉动风谱离散特征和响应极端工况考虑不足。为澄清台风脉动风谱离散特征及其对大跨桥梁随机抖振响应的影响规律，文章基于某大跨桥梁健康监测系统实测的9次台风数据，分析顺风向、水平横风向、竖向脉动风谱参数与平均风速的概率相关性，构建脉动风谱参数依赖平均风速的概率模型；通过引入降维分解、多点估计和最大熵原理，发展大跨桥梁抖振随机性传递高效计算方法，并直接应用于脉动风谱参数的随机性传递分析；对某主跨1 650 m大跨度悬索桥开展基于台风随机脉动风谱的抖振分析，并分别采用Monte Carlo方法和实测抖振数据验证随机性传递理论和计算结果的准确性，结果表明考虑脉动风谱参数离散性可有效再现抖振响应概率分布随平均风速的演变特征，当前规范固定脉动风谱参数仅能近似估计响应的最可能值，对潜在极端响应估计不足。
关键词 ：
大跨桥梁 ,
台风 ,
概率建模 ,
随机抖振 ,
脉动风谱 ,
随机性传递
Key words ：
大跨桥梁
台风
概率建模
随机抖振
脉动风谱
随机性传递
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