海南大学土木工程学院张志田教授团队研究成果解决了大跨度悬索桥风致扭转发散的机理和本质区别问题

　　近日，海南大学张志田教授团队联合同济大学朱乐东教授在国际权威期刊Journal of Fluids and Structures（流体与结构）上发表题为“Wind-induced symmetric and asymmetric static torsional divergence of flexible suspension bridges”（柔性悬索桥风致正反对称扭转发散）的研究论文。该项成果解决了悬索桥风致正、反对称两类扭转发散的机理以及本质区别，并提出了实用的分析方法。 大跨度悬索桥极易出现空气动力失稳现象，从而导致桥梁结构损伤。经典的风致扭转发散（STD）概念将该类失稳描述为简单临界值问题，存在无法考虑缆索系统刚度退化、发散形态以及湍流影响的明显缺陷。基于此现状，海南大学张志田教授团队分析了主缆系统的广义垂直刚度、扭转刚度以及气动负刚度，进而指出了正对称扭转发散（SSTD）中的刚度退化机理，首次发现了反对称扭转发散现象（ASTD），确定SSTD与ASTD两类形态出现的前提、先后顺序，以及力学本质区别。该项研究成果表明，ASTD表现为临界风速后主缆系统出现扭转锁定及主缆张力突然增加的宏观现象；而SSTD则相反，临界状态表现为主缆内力松弛以及结构有效刚度的大幅退化。由于正对称扭转发散受刚度退化控制，因此准确的评价必须从传统的静力学领域转移到动力学领域，以充分考虑来流湍流以及结构特征紊流的重要影响。

　　据悉，该研究成果已被国际著名科研媒体机构AIE（Advances in Engineering）遴选为关键工程科学论文并进行聚焦报道。AIE的主要职能是快速报道工程科学领域内重要的科学研究成果和创新技术，其报道论文入选率为该专业领域发表论文总数的1‰。土木工程领域平均每月被AIE机构报道的成果约为2-3项。

　　论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0889974621000463

　　相关报道链接：Wind-induced symmetric and asymmetric static torsional divergence of flexible suspension bridges - Advances in Engineering (advanceseng.com)