1、顫振和抖振是大跨度橋梁抗風(fēng)性能研究中的兩個關(guān)鍵問題，而橋梁斷面氣動導(dǎo)數(shù)識別又是大跨度橋梁顫振和抖振性能研究中的一個重要環(huán)節(jié)，并且具有很大的難度，因此至今還沒有得到完善的解決。 本文首先回顧了大跨度橋梁顫振分析的基本方法和氣動導(dǎo)數(shù)識別方法的研究現(xiàn)狀。然后，對基于自由耦合振動節(jié)段模型動態(tài)測力試驗的橋梁斷面氣動導(dǎo)數(shù)識別方法和試驗技術(shù)進(jìn)行了研究，獲得了以下主要成果： 1、提出了用于氣動導(dǎo)數(shù)識別的自由耦合振動測力頻域法，并編制了相

2、應(yīng)的識別程序； 2、提出了用于氣動導(dǎo)數(shù)識別的自由耦合振動測力時域法，并編制了相應(yīng)的識別程序； 3、通過數(shù)值仿真試驗、利用所提出的氣動導(dǎo)數(shù)識別自由耦合振動測力頻域法和時域法對理想平板斷面的氣動導(dǎo)數(shù)進(jìn)行了識別，并與理論解進(jìn)行了比較，獲得了滿意的結(jié)果，從而初步驗證了所提出方法的可行性和適用性。 4、開發(fā)了一種利用直接安裝在振動節(jié)段模型上的四個一維梁式應(yīng)變天平、并能自動消除彈簧恢復(fù)力和阻尼力的自由耦合振動節(jié)段模型氣動自激

3、力測量新方法； 5、通過節(jié)段模型風(fēng)洞試驗、利用所提出的氣動導(dǎo)數(shù)識別自由耦合振動測力頻域法和時域法對寬高比為22.5的準(zhǔn)平板斷面的氣動導(dǎo)數(shù)進(jìn)行了識別，并與相應(yīng)的強(qiáng)迫振動試驗結(jié)果和平板斷面氣動導(dǎo)數(shù)的理論解進(jìn)行了比較，獲得了較為滿意的結(jié)果，從而進(jìn)一步驗證了所提出識別方法的可行性和適用性。 上述自由耦合振動測力法與自由耦合振動系統(tǒng)辨識法、自由耦合振動測壓法等幾種目前常用的氣動導(dǎo)數(shù)識別方法一樣，都是按試驗中的各級風(fēng)速逐步進(jìn)行氣動導(dǎo)

4、數(shù)識別。由于受到有效方程數(shù)的限制，一般都不得不假設(shè)所有與豎向運(yùn)動有關(guān)聯(lián)的氣動導(dǎo)數(shù)僅為豎向折減頻率或折減風(fēng)速(以豎向運(yùn)動為主模態(tài)對應(yīng)的折減頻率或折減風(fēng)速)的函數(shù)，所有與扭轉(zhuǎn)運(yùn)動有關(guān)聯(lián)的氣動導(dǎo)數(shù)僅為扭轉(zhuǎn)折減頻率或折減風(fēng)速(以扭轉(zhuǎn)運(yùn)動為主模態(tài)對應(yīng)的折減頻率或折減風(fēng)速)的函數(shù)，從而會明顯降低高風(fēng)速時的氣動導(dǎo)數(shù)設(shè)別結(jié)果的精度。為此，同濟(jì)大學(xué)的丁泉順博士等近期對傳統(tǒng)的基于自由耦合振動測振試驗的氣動導(dǎo)數(shù)識別系統(tǒng)辨識法進(jìn)行了改進(jìn)。該改進(jìn)方法拋棄了傳統(tǒng)的

5、按試驗風(fēng)速逐步進(jìn)行氣動導(dǎo)數(shù)識別的策略，而是采用按事先指定的一系列折減頻率或折減風(fēng)速逐步進(jìn)行氣動導(dǎo)數(shù)識別的策略。對應(yīng)每一個折減頻率或折減風(fēng)速，根據(jù)各級風(fēng)速下試驗所識別出的模態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)庫，通過插值得方法得到相應(yīng)的兩個固有模態(tài)對應(yīng)的模態(tài)參數(shù)；然后，建立氣動導(dǎo)數(shù)和模態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系，并求得該指定折減頻率對應(yīng)的氣動導(dǎo)數(shù)。 本文所作的最后一項工作就是以平板斷面氣動導(dǎo)數(shù)為對象，通過數(shù)值仿真計算和風(fēng)洞試驗方法對該新方法的可行性和適用性進(jìn)行驗證，