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摘要
桥梁跨度的持续增大导致其风致振动问题尤为突出，其中颤振失稳作为一种发散性振动是大跨度桥梁抗风研究的关键内容。基于颤振临界状态瞬时功率平衡的思路，采用非线性优化提出一种大跨度桥梁颤振临界风速预测的算法。针对弯扭耦合的两自由度运动系统，二维桥梁断面的风致自激力和结构力对系统的能量贡献依赖于折算频率、风速以及竖向与扭转运动的幅值比和相位差。由此根据颤振临界状态瞬时功率平衡的原则，将颤振临界状态的预测转变为瞬时功率平衡目标函数最小值的求解问题。采用薄平板断面进行颤振临界状态分析，通过与节段模型风洞试验和经典二维颤振分析方法结果对比，验证基于瞬时功率平衡颤振分析方法的可行性和准确性。相较于以受力平衡为主要特点的传统分析方法，所提方法更加清晰且量化地呈现出颤振过程多种气动力分量之间的贡献关系，能够精准描述桥梁断面颤振发生时的系统状态，实现结构颤振临界状态的合理评估。
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单位同济大学; 土木工程防灾国家重点实验室
