特大型桥梁轻柔的结构体系及复杂多样的断面形式使其抗风设计极具挑战。面向跨海、跨江和山区峡谷特大型桥梁的建设需求，本书对特大型桥梁抗风的数值化模拟方法、软件开发及风致振动控制等关键技术进行了详细论述。具体包括：桥梁设计风参数、典型断面桥梁气动参数数据库及抗风性能快速评价、桥梁气动参数识别的数值风洞技术、桥梁多模态耦合颤振分析的能量法、桥梁多模态耦合抖振内力分析的虚拟激励法、斜风下桥梁抖振分析的时域方法、桥梁抗风气动控制技术等。相关研究成果为港珠澳大桥、西堠门大桥、坝陵河大桥、琼州海峡跨海通道工程等特大型桥梁工程建设提供了技术支撑和储备。

本书可供从事特大型桥梁设计、科研等工作的技术人员使用，亦可供桥梁专业师生参考使用。

第1章  绪论  

1.1  桥梁风工程研究的兴起  

1.2  特大型桥梁的建设热潮  

1.3  特大型桥梁抗风设计数值化技术  

1.4  特大型桥梁抗风控制技术  本章参考文献

第2章  桥梁设计风参数  

2.1  概述  

2.2  平均风统计分析与概率描述    

2.2.1  极值分布参数估计    

2.2.2  逐步迭代估计法    

2.2.3  极值分布拟合优化    

2.2.4  气象站与桥位风速相关性分析方法  

2.3  脉动风特性与风谱拟合    

2.3.1  脉动风特性分析    

2.3.2  近地脉动风特性分析及风谱拟合实例    

2.3.3  重庆双碑大桥风参数统计分析    

2.3.4  复杂地貌桥址风环境相关性研究  本章参考文献

第3章  典型断面桥梁气动参数数据库及抗风性能评价  

3.1  概述  

3.2  桥梁气动参数数据库架构    

3.2.1  主梁气动参数数据库    

3.2.2  桥塔(墩)气动参数数据库  

3.3  典型断面桥梁抗风性能数值评价    

3.3.1  风速计算    

3.3.2  风荷载计算    

3.3.3  动力特性计算    

3.3.4  抗风稳定性验算  

3.4  马鞍山长江公路大桥抗风性能数值评价示例    

3.4.1  工程简介    

3.4.2  桥位边界层风特性    

3.4.3  颤振稳定性评价    

3.4.4  静风稳定性评价  本章参考文献

第4章  桥梁气动参数识别的数值风洞技术  

4.1  概述  

4.2  LB方法控制方程及LB并行计算模型    

4.2.1  Lattice Boltzmann方程    

4.2.2  D2Q9离散模型    

4.2.3  LB方法的并行计算过程及并行算法设计  

4.3  桥梁结构气动参数数值识别的LB方法    

4.3.1  气动力计算方法    

4.3.2  特殊边界格式    

4.3.3  LB湍流松弛时间模型    

4.3.4  LB动网格气弹模拟模型    

4.3.5  桥梁结构气动参数的数值识别方法  

4.4  桥梁结构数值风洞模拟软件研发    

4.4.1  基于面向对象的LB并行计算软件研发    

4.4.2  桥梁结构数值风洞模拟软件的计算流场    

4.4.3  BridgeFluent软件界面及功能  

4.5  典型钝体绕流数值风洞模拟     

4.5.1  圆柱绕流数值模拟    

4.5.2  方柱绕流数值模拟  

4.6  桥梁结构数值风洞模拟    

4.6.1  箱形截面梁数值风洞模拟    

4.6.2  H形截面梁数值风洞模拟    

4.6.3  分体双箱梁数值风洞模拟    

4.6.4  桥塔结构数值风洞模拟  本章参考文献

第5章  桥梁多模态耦合颤振分析的能量法  

5.1  概述  

5.2  桥梁多模态耦合颤振分析的运动方程    

5.2.1  桥梁颤振基本方程    

5.2.2  结构等效自激节点力列向量的计算    

5.2.3  系统颤振状态空间方程  

5.3  桥梁多模态耦合颤振分析的能量方法    

5.3.1  状态向量精细时程积分    

5.3.2  系统颤振稳定性的能量判别法    

5.3.3  全桥三维多模态耦合颤振分析    

5.3.4  颤振分析中几点策略  

5.4  桥梁多模态耦合颤振分析的程序开发    

5.4.1  桥梁三维多模态颤振分析中对非线性效应的考虑    

5.4.2  主梁单元有效攻角的计算    

5.4.3  多模态颤振分析的流程图  

5.5  桥梁多模态耦合颤振分析实例    

5.5.1  英国塞文桥    

5.5.2  虎门大桥    

5.5.3  伶仃洋跨海大桥方案  

5.6  结论  本章参考文献

第6章  桥梁多模态耦合抖振内力分析的虚拟激励法  

6.1  概述  

6.2  桥梁多模态耦合抖振运动方程  

6.3  基于虚拟激励法的桥梁多模态耦合抖振内力分析方法    

6.3.1  保留模态外高频模态拟静力效应的考虑    

6.3.2  结构抖振内力响应分析的虚拟激励法  

6.4  桥梁多模态耦合抖振内力分析的程序开发    

6.4.1  桥梁抖振分析中对非线性效应的考虑    

6.4.2  主梁单元有效攻角的计算    

6.4.3  桥梁多模态耦合抖振内力分析的流程图  

6.5  桥梁多模态耦合抖振内力分析实例    

6.5.1  西堠门大桥桥塔抖振内力分析    

6.5.2  青马大桥抖振内力分析  本章参考文献

第7章  斜风下桥梁抖振时域分析方法  

7.1  概述  

7.2  基本假定  

7.3  斜风下的坐标系及斜片条上的气动力    

7.3.1  斜风下的坐标系定义    

7.3.2  结构单元斜片条上的气动力定义    

7.3.3  坐标系之间的转化矩阵    

7.3.4  风速分量及方向  

7.4  抖振响应时域分析方法    

7.4.1  斜风作用下桥梁运动控制方程    

7.4.2  斜风作用下抖振力    

7.4.3  斜风作用下的自激力    

7.4.4  基于Newmark-β法的抖振运动方程求解    

7.4.5  斜风作用下桥梁抖振时域分析程序开发  

7.5  香港青马大桥台风森姆期间实测数据    

7.5.1  香港青马大桥及WASHMS系统简介    

7.5.2  台风森姆数据获取及处理    

7.5.3  台风森姆期间主梁加速度实测数据  

7.6  香港青马大桥抖振响应分析及实测结果对比    

7.6.1  桥梁模型    

7.6.2  主梁斜片条的气动特性    

7.6.3  等效湍流风速的模拟    

7.6.4  主梁加速度响应时程对比  

7.7  小结  本章参考文献

第8章  桥梁抗风气动控制技术  

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