赫章特大桥动力特性及风致抖振响应分析

赫章特大桥是一座超高墩的混凝土连续刚构桥,最高墩达到197m,为研究该桥的抗风能力,采用ANSYS10.0建立最大悬臂施工阶段和成桥阶段的有限元模型,并研究动力特性,采用修正傅里叶谱法生成脉动风速时程,基于准定常理论,计算作用在模型上的抖振力时程,由时程分析法分别计算最大悬臂阶段和成桥阶段抖振时域响应。     

高墩大跨连续刚构桥施工稳定性分析研究

高墩大跨连续刚构桥的施工过程中,结构的稳定问题变的尤为重要。以某连续刚构桥为工程背景,对结构在施工阶段最高墩和最大悬臂状态下的稳定性进行了分析,分析结果表明该桥在施工过程中具有良好的稳定性,得出相关结论以指导同类结构施工。     

某大跨度斜拉桥施工阶段的抖振控制措施研究

介绍了桥梁结构抖振响应计算原理,并以某斜拉桥最大双悬臂态为工程实例计算了结构的抖振响应,然后分别对增设抗风临时拉索和利用塔旁托架两种减振措施进行了分析。结果表明,对于大跨斜拉桥的施工阶段,增设抗风临时拉索和利用塔旁托架是两种具有实际工程意义的抖振控制措施。     

高墩大跨连续刚构桥气弹模型风洞试验研究

高墩大跨连续刚构桥在施工阶段的抗风能力较弱,以三水河特大桥为工程背景,通过最大悬臂施工状态气弹模型的风洞试验,对其抗风性能就行了研究。采用1：100的缩尺模型比进行最大悬臂施工状态的颤振及驰振试验,测定颤振、驰振临界风速,据此分析评估该桥的抗风性能。风洞试验结果表明,该桥具有较好的颤振、驰振稳定性。     

斜风作用下桥塔施工阶段抖振性能

为了研究不同风速、风偏角在施工阶段对桥塔抖振性能的影响,进行了考虑塔吊共同作用的桥塔联合气弹模型风洞试验。试验结果显示:桥塔的抖振位移响应可近似地表示为风速的二次函数,桥塔抖振响应随着风偏角的增加呈非单调变化,施工状态中桥塔顺桥向和横桥向抖振位移响应最大值会出现在非正交风作用下;在施工阶段设计风速下抖振位移响应最大值为0.2746m,在工程可接受范围内,试验得出的抖振位移响应均方根值显著大于抖振时域分析计算值,说明桥塔风洞试验应考虑施工状态和施工机械对其抖振性能的影响。     

温度对连续梁施工线形控制的影响研究

为研究连续钢构桥施工阶段温度对悬臂挠度和施工线形控制的影响,介绍了悬臂施工立模标高的计算原理及参数分析。以某连续刚构桥为背景,利用有限元计算了悬臂状态下温度导致的挠度,分析了温度对连续刚构桥施工线形控制的影响,总结出应对温度影响的措施。     

PC连续刚构桥最大悬臂施工阶段稳定分析

结合重庆市巫山县某预应力混凝土连续刚构桥,利用大型通用有限元分析软件Ansys10.0建立其有限元模型,采用线弹性稳定分析方法对其最大悬臂施工状态下不同荷载工况的稳定性进行对比分析,得到了桥梁各个典型工况下的一阶失稳特征值和失稳模态。分析结果表明施工期最不利工况下该连续刚构桥的稳定性满足规范要求,其稳定安全储备是足够的。并对最大悬臂状态下挂篮坠落对结构的冲击作用进行了动力响应分析。在以上分析的基础上,对安全施工提出了一些建议。     

基于有限元分析的曲线刚构桥弹性稳定性研究

在综合分析国内外曲线刚构桥发展现状、结构优势以及受力特点的基础上,以某预应力混凝土曲线连续刚构桥工程实例为依托,运用Midas/Civil2012有限元软件,对该桥在悬臂施工状态及成桥运营状态不同荷载工况下的弹性稳定性进行了研究。研究结果表明：在施工悬臂状态下高墩较低墩容易失稳;在成桥运营阶段全桥满载工况稳定系数最小;桥梁平曲线半径对施工悬臂状态下高墩稳定系数影响较为明显,且稳定系数随着半径的增大而增大。     

高墩大跨连续刚构桥稳定分析

针对高墩大跨连续刚构桥稳定性问题，结合工程实例，分析了主桥在裸墩、最大悬臂、成桥阶段3种不同状态下结构的稳定性。结果表明：各阶段稳定性主要由其自重荷载控制；裸墩及成桥状态不控制设计，风荷载对结构稳定影响甚微，汽车荷载对成桥阶段结构稳定有一定影响，不可忽略；最大悬臂状态是结构稳定分析的控制阶段，在设计和施工阶段应引起足够重视。     

山区单悬臂廊桥结构抖振响应及等效风荷载

为研究山区风环境下悬挑式人行桥梁抖振响应及风荷载,以某单悬臂观景廊桥为背景,通过风洞试验对结构的静力三分力系数以及不同风参数下的抖振响应进行了测量,并将结构横桥向最大等效风荷载规范计算值与试验值进行比较. 结果表明:山体地形对结构三分力系数及抖振响应影响较大,二者最大值均未出现在常规风向角;结构抖振响应随风速的增大而增大,受小幅风攻角的影响较小;横向抖振响应受一定程度紊流度变化的影响不敏感,但竖向及扭转响应整体随紊流度的增加呈明显增大趋势,在紊流度增大约40%的情况下二者均增大15%左右;竖向抖振响应随紊流积分尺度的增大（增幅约20%）而增大,增幅在9%左右,但积分尺度对横向抖振响应几乎无影响,对扭转响应的影响随风攻角的不同有较大差异,随着积分尺度的增大,3° 攻角下扭转响应增幅约为8%,0° 攻角其受积分尺度的变化影响较小;相比横桥向最大等效风荷载试验值,利用桥梁规范计算的结果偏于保守,静阵风系数的取值有待修正.      

刚构体系独塔斜拉桥施工期抖振响应

为了更准确地计算桥梁抖振响应, 以采用刚构体系的某带大挑臂钢箱结合梁独塔斜拉桥最大双悬臂施工阶段为研究对象,首先在有限元建模中重点讨论因塔梁固结处节点刚性区建模方法不同而导致的桥梁结构动力特性差异;随后运用二维不可压非定常雷诺平均URANS数值模拟方法,识别大挑臂钢箱主梁断面静力三分力系数和气动导纳;最后基于Davenport准定常理论在ANSYS中开展桥梁抖振时域分析,所得结果与气弹模型风洞试验进行比较. 研究表明:施工阶段的独塔斜拉桥结构动力特性及抖振响应受塔梁结合处有限元建模方式影响十分显著,结构基频差异最大可达21.3%,进行此类桥梁动力分析时应予以足够重视;主梁断面的气动导纳识别结果表现出对来流风场参数的依赖性,抖振计算时应合理使用;主梁悬臂端抖振位移响应计算值大于风洞气弹模型试验测试值,该计算结果用于设计参考时是偏于保守的.      

桥梁抖振响应中联合承载函数的计算

利用机翼升力面理论分析了桥梁抖振升力沿跨向的相关函数。结果显示,该相关函数大于脉动风沿跨向的相关,表明片条理论有一定的局限性,基于片条理论的联合承载函数低估了结构对风力的响应。提出了桥梁抖振响应中计算联合承载函数应采用的升力相关函数。     

山区风作用下大跨悬索桥响应分析

为了研究山区非平稳强风下大跨悬索桥静风及抖振响应,以云南普立大桥为工程背景,基于该桥址处实测风速样本,对大跨桥梁展开风致响应分析.首先,根据实测风速样本确定了时变平均风并且估计了脉动风谱.然后,在考虑了恒载结构初始内力状态下进行了非线性静风响应分析.最后,采用虚拟激励法分别针对实测风谱与规范风谱对该桥进行了抖振响应研究.计算结果表明,该大桥的抖振以竖向振动为主,并且其位移响应比静风突出; 10 min常值平均风会低估该桥的静风响应;由规范风谱得到的主梁抖振响应偏于不安全.研究结论可为同类山区大跨桥梁风致静力及抖振响应研究提供参考.      

基于风洞试验实现高耸结构抖振时域分析的两种方法

随着高耸结构的日益高大和轻柔化,由紊流风引起的结构抖振响应问题显得格外重要.通过静力三分力试验及气动弹性模型试验两种不同的途径分别实现高耸结构时域内的抖振分析,并以算例分析证明两种方法的可靠性,明确不同途径工作的难点所在,有利于设计者更好地选用合适的分析途径.     

Effects of Tuned Mass Damper on Wind-Induced Vibration of Free Standing Pylon by Wind Tunnel Test

In order to assess the effects of tuned mass dampers (TMDs) on wind actions, an aeroelastic model with a scale of 1:60 was constructed. Tests were performed in an atmospheric boundary layer wind tunnel to investigate the buffeting response of the pylon with a TMD fixed by a wire rope instead of a spring. The model was tested under different levels of damping. The experimental and numerical results showed that with the TMD in the optimal condition, the buffeting response was reduced by 47%.     

大跨度铁路斜拉桥非线性时域抖振分析

通过脉动风速场模拟，获得了桥梁结构时域化风荷载，在此基础上，采用大跨度桥梁抖振的时域分析法，以一大跨度铁路斜拉桥为工程背景，对大跨度铁路斜拉桥抖振的非线性行为进行了分析．分析中综合考虑了结构几何非线性和气动非线性，其中结构几何非线性因素包括拉索垂度、内力引起的梁-柱效应及结构大变位等，气动非线性因素包括攻角效应、自激力等．非线性运动方程采用双重迭代法求解，以提高迭代的收敛性．非线性时域抖振分析和线性分析结果的比较表明，非线性因素会增大结构的抖振响应．