日本桥梁和建筑结构监测的研究与实施综述丨Engineering(14)

表3 文中提到的台风列表

图10 在台风“维姬”（1998年第7次台风）和台风“巴特”（1999年第18次台风）期间，在明石海峡大桥主梁中部测得的横向位移。主梁横向位移分别与台风“维姬”（1998年第7次台风）的持续时间（a）和风速（b）以及与和台风“巴特”（1999年第18次台风）的持续时间（c）和风速（d）的关系
风速波动的空间相关性（相干性）的估算在评估超大跨度桥梁的风致响应时至关重要。风速波动相对于降低的风速的空间相关性（相干性）通常用指数函数表示，即Davenport方程：coh( f )=exp(k·fΔx/U)；；其中，k 是衰减因子，f 是频率，Δx 是两点的距离，U 是平均风速。明石海峡大桥的抗风设计规范规定了以k = 8为设计标准的Davenport方程。对台风资料的分析表明，特别是在低频区域，相干值的测量值小于指数函数的估计值。后来有研究人员提出，用Gamma函数和Bessel函数的替代公式来描述相干性。
除了对桥面板和桥塔进行振动监测外，研究人员还对明石海峡大桥的平行吊索进行了监测。平行吊索是连接主梁与主缆索的悬挂系统的重要组成部分。背风吊索经常出现尾流激振现象，在台风“维姬”和台风“巴特”期间，研究人员就观测到了过大的尾流激振现象，它破坏了为抑制吊索涡激振动而安装的HDR阻尼器。研究人员利用影像和风振监测数据进行目视检查，研究了尾流激振现象，并提出采用螺旋式钢丝绳连接的方法来改善吊索的空气动力学特性。
在主跨为405 m的Meiko West 大桥的施工过程中，研究人员观测到了大振幅的斜拉索振动。通过可视化装置和振动监测系统进行的大量观测表明，大振幅斜拉索振动现象只在强风和暴雨同时发生时出现。在雨天和一定的风速范围内，倾斜的斜拉索会产生较大的振动，其振幅比缆索直径大10倍，振动不仅包括第一模态，还包括较高的模态。该振动被认为是一种新的振动类型，因为它的独特性，其振动机制是涡激振动或尾流激振等经典振动机制所无法解释的。目前，该振动被广泛称为“风雨振”（rain-and-wind-induced vibration，RWIV）。