Abstract: Y. Su, G. Huang, Y. Zeng (2019)

Research purposes: To investigate the buffeting response effect mechanism of long-span bridges subjected to non-stationary wind speed, taking two sets of observed non-stationary samples as examples, an three-layer accurate modeling method for non-stationary wind events was firstly proposed, then a quantitative indicator that can effectively measure the degree of non-stationarity was obtained by the recurrence plot. Furthermore, the fast CQC method (i.e., pseudo excitation method) was adopted to establish the buffeting analysis method of time-varying wind-bridge system subjected to non-stationary winds. Finally, taking a mountain suspension bridge as an engineering background, the similarities and differences of buffeting responses of long-span bridges under strong and weak wind speeds were compared.

Research conclusions:(1) The weak non-stationary winds can be simplified as stationary buffeting theory that can significant improve computational efficiency. (2) The more rapid variation rate of the wind fluctuation indicates that the structural vibration response is further away from its steady-state. (3) Traditional stationary treatment for the strong non-stationary winds (10 min constant mean plus stationary wind fluctuation) may underestimate the bridge buffeting responses, thus refined transient analysis may be required. (4) The research results can provide technical support for refined wind-induced dynamic response and wind-resistance design of long-span bridges.

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Research on the Effects of Buffeting Responses of a Long-span Bridge Subjected to Weak and Strong Non-stationary Wind Events