(1)方向研究背景
截至2021年底,全國高速公路總里程達到16.9萬公里,高速鐵路也突破了4萬公里,穩(wěn)居世界第一。預(yù)計到2035年,全國高速公路通車?yán)锍虒⒊^20萬公里,高速鐵路也將突破7萬公里。隨著我國高速公路和高速鐵路的高速發(fā)展,我國大跨度橋梁建設(shè)也取得了舉世矚目的成就,已建成的大跨度橋梁就超過百余座,成為世界第一橋梁大國,目前大橋建設(shè)正在不斷向西部山區(qū)、東部丘陵地區(qū)延伸。這些地區(qū)的風(fēng)場更加惡劣和復(fù)雜,嚴(yán)重威脅著大橋結(jié)構(gòu)和橋上行車安全。因此,研發(fā)復(fù)雜風(fēng)場下大跨橋梁及橋上行車安全協(xié)同防控關(guān)鍵技術(shù),對保障大跨橋梁安全服役和運營具有重要意義。
(2)主要研究內(nèi)容
① 針對復(fù)雜風(fēng)場下大跨橋梁的抗風(fēng)安全及橋上行車安全問題,基于現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)算法,建立橋址區(qū)復(fù)雜風(fēng)場高精度預(yù)測方法;
② 依托風(fēng)洞試驗和計算流體動力學(xué)理論,研發(fā)橋梁氣動參數(shù)識別與荷載精細化建模技術(shù),提出橋梁非線性氣動響應(yīng)預(yù)測方法;
③ 結(jié)合風(fēng)-車-橋耦合振動精細化模型和代理模型方法,發(fā)明車-橋耦合振動系統(tǒng)的高效算法,提出橋上行車安全快速評估方法;
④ 綜合運用機械措施和流動控制措施,研發(fā)橋梁風(fēng)致振動和橋上行車安全的協(xié)同控制裝備,提升強風(fēng)環(huán)境下大跨橋梁服役壽命。
(3)研究基礎(chǔ)
圍繞大跨橋梁抗風(fēng)和風(fēng)-車-橋耦合振動研究,積累了深厚的研究基礎(chǔ),相關(guān)學(xué)術(shù)成果獲國家科技進步二等獎1項、省部級獎勵4項,授權(quán)國家發(fā)明專利20余件,發(fā)表高水平論文200余篇,出版專著2部。同時,擁有大型邊界層風(fēng)洞實驗室,其中低風(fēng)速試驗段規(guī)模在我國同類型風(fēng)洞中位居第四位,為項目順利開展提供了良好的試驗條件。