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大跨度桥梁风振理论的精细化研究是结构风工程领域基础性和长期性的重点研究方向。在台风非平稳特征明显的现实背景下,本文紧紧围绕桥梁风振精细化这一研究热点,开展台风作用下大跨度斜拉桥抖振非平稳效应模拟与实测研究。主要研究内容包括:(1)强台风非平稳特性分析及特征参数提取。基于苏通桥址区“凤凰”台风实测数据,开展了强台风非平稳特性特征参数实测分析。针对非平稳时变趋势项的提取常常依赖于经验的问题,研究了台风非平稳时变平均风速的自适应确定方法。在此基础上,详细分析了紊流强度、阵风因子、峰值因子、紊流积分尺度和紊流功率谱密度等特征参数,并对比了非平稳模型与平稳模型的异同点。(2)强台风非平稳脉动风速演变谱建模。基于实测强台风样本,研究了非平稳台风演变谱模型。基于短时平稳假设,推导了台风经验演变谱模型的广义表达,并对其有效性进行了验证。鉴于现场实测观察到的台风频谱常出现超越惯性子区的高频子区,因而进一步研究了考虑高频子区的台风演变谱模型,并建立了考虑高频子区的演变谱模型建模方法。(3)多变量平稳随机脉动风场快速模拟。针对传统插值法在平稳脉动风场模拟中的模拟效率仍受Cholesky分解制约的问题,研究了基于二维降阶Hermite插值的平稳随机脉动风场快速模拟方法,通过降阶Hermite插值与二维插值技术使Cholesky分解次数独立于模拟点数与样本时长,进而解决了谐波合成法模拟效率受Cholesky分解次数制约的问题。(4)多变量非平稳随机脉动风场快速模拟。基于谐波合成法基本框架,研究了基于二维Hermite插值的非平稳风场模拟方法。通过引入二维降阶Hermite插值,使得互演变谱密度矩阵的Cholesky分解独立于频率分段数,同时也实现了时频谱的解耦。针对时变相干函数与时不变相干函数两种工况,分别研究了该方法的模拟效率与模拟误差,并与常用POD法进行了对比。(5)大跨度斜拉桥非平稳抖振响应现场实测分析。基于台风期间苏通大桥实测振动响应,开展了桥梁非平稳抖振响应实测分析。以短时平稳假设为基础,采用传统随机减量法识别了台风过境时的桥梁模态频率与阻尼比,从而分析了模态演变特征与幅值相关性。在此基础上,以小波变换为例对桥梁非平稳抖振响应进行时频分析,从而进一步讨论了桥梁抖振分析中考虑台风非平稳特征的必要性。(6)台风作用下大跨度斜拉桥非平稳抖振模拟与分析。基于我国首座千米级斜拉桥,开展了台风作用下大跨度斜拉桥非平稳抖振响应数值模拟。通过阶跃函数与脉冲函数实现了非平稳气动自激力的时域化。在此基础上,开展了主梁节段模型非平稳抖振时域分析,并与平稳时域分析结果进行了对比。同时,比较了时域法与时频域法在非平稳抖振分析中的异同点,进而总结了桥梁非平稳抖振分析框架。基于该框架,进一步开展了大跨度斜拉桥多模态耦合非平稳抖振研究。