风对桥梁结构的影响及作用浅析

桥梁结构因风的作用而遭到破坏的事故屡见不鲜。在风作用下大跨桥梁结构的抗风性能己经成为影响其设计和施工的控制性因素。文中结合桥梁风工程中己知的风的静力、动力特性,简述了桥梁结构在风的作用下的静力及动力响应的主要形式。     

大跨度桥梁抗风措施研究

桥梁风害是人们非常关心的问题之一。桥梁应具有抵抗风作用的能力,风对桥梁的作用不单纯是平均风的静力作用,特别是大跨度桥梁,其柔性较大,设计时必须考虑颤振、抖振、弛振等空气动力问题。分析总结了以往的桥梁风毁事故,研究了风对桥梁结构的作用及其对策,有关经验可供相关专业人员参考。     

考虑流固耦合作用的大跨度桥梁风振响应研究

为更准确研究大跨度桥梁的风致振动特性,为设计提供更可靠的方法,对考虑流固耦合作用的大跨度桥梁风振响应进行了研究。介绍了一种流固耦合分析的强耦合方法,同时求解流体控制方程和结构控制方程,计算出全场变量值。给出了与求解方法相应的湍流模型和边界条件。对大跨度悬索桥进行了风振响应分析和颤振分析,与已有文献进行了结果对比。研究表明:发生颤振时,考虑流固耦合作用时桥梁的颤振临界风速要小于不考虑流固耦合作用时的情况,其风振响应要大于不考虑耦合作用的风振响应,说明在气动弹失稳的情况下,流固耦合作用加深了结构的不稳定性。结果表明流固耦合效应对于大跨度悬索桥风振响应有重要影响,强耦合计算方法可以较准确地预测其风致振动特性。     

基于CFD方法的大跨高墩刚构桥梁风荷载数值识别

针对峡谷地区典型特大跨高墩桥梁结构风荷载的不确定性问题,采用计算流体动力学(CFD,Computational Fluid Dynamics)方法,对大跨变截面主梁和超高双柱薄壁桥墩的风荷载进行数值识别。研究不同气流攻角对主梁结构风荷载的影响、不同气流风偏角对超高薄壁墩风荷载的影响、考虑尾流干扰效应的双柱薄壁桥墩气动力变化过程。同时,从气流作用微观角度分析了气流对大跨高墩刚构桥梁结构风荷载的作用机理。通过数值计算,为设计人员进行大跨高墩桥梁风荷载的取值提供了参考,对目前我国相关桥梁设计规范的缺陷进行了有效的补充。     

大跨度斜拉桥施工阶段的抖振控制措施研究

斜拉桥是一种大跨柔性结构,一般采用悬臂拼装施工的方法,紊流风会诱发桥梁结构抖振响应。在施工阶段的最大双悬臂状态下,结构的刚度和阻尼都较小,对风的作用更为敏感,因而施工阶段由紊流风引发的抖振响应要比成桥阶段大得多,过大的抖振势必对施工和结构安全造成影响,过大的抖振响应可能损害施工机械以及施工人员,同时钢结构桥梁也可能导致局部疲劳。本文采用调谐质量阻尼器的减振措施来对桥梁进行减振分析,以单自由度简谐激励荷载作用作为研究对象,研究了质量比、频率比以及TMD阻尼比对桥梁—TMD系统的动力放大系数DAF的影响,从而将优化后的参数应用到实际桥梁中,来观察其减振效果。     

“桥梁风致振动理论与试验技术进展”专刊导语

<正>随着"五位一体"总体布局和"一带一路"等重大区域合作倡仪的推进,一大批陆上超长公(铁)路和跨海连接工程已建成或待建中,桥梁作为关键的道路基础设施,对中国交通事业发展起着重要的支撑作用。自进人21世纪以来,中国桥梁建设技术不断提升,桥梁跨度记录持续刷新,结构体系更柔,阻尼更小,风敏感性更强。中国沿海和内陆地区频繁遭受强/特异风侵袭,强/特异风作用下的大幅风致振动是威胁桥梁施工和运     

桥梁结构风振控制与设计

随着桥梁工程建设的不断发展,桥梁结构逐步朝着柔、轻的大跨度方向发展,这种设计方式虽然提升了桥梁结构的美观性,但是却对结构设计和施工提出了更高的要求。在大跨度柔性桥梁结构施工过程中,在风荷载的影响下,会使结构之间出现振动的情况,严重时会对桥梁结构的局部或整体产生破坏。基于此,文章首先对桥梁结构的风致振动进行分析,然后提出了桥梁结构风振控制的有效措施,总结了桥梁结构抗风设计要点,提高了桥梁结构的稳定性,保证了桥梁施工的整体质量。     

结构变形效应对大跨径悬索桥颤振的影响研究

大跨径悬索桥对风的作用非常敏感，桥梁在风荷载的作用下将产生重大变形。由变形引起的结构动力特性以及空气力的非线性变化效应将会对大跨径悬索桥的颤振产生不容忽视的影响。基于结构的变形后状态，充分考虑结构变形引起的非线性效应，建立了大跨径桥梁颤振分析的三维非线性方法及其计算程序。结合某悬索桥进行了颤振分析和研究，并揭示了结构变形产生的非线性效应对大跨径悬索桥颤振影响的程度和机理。     

基于ANSYSCFX的桥梁外部风场数值模拟

CFD(计算流体动力学)在桥梁风工程研究的应用已成为21世纪桥梁风工程的重要发展方向之一。文章以清远市清西大桥为背景,利用国际通用流体分析软件ANSYSCFX为工具,对桥梁在不同风向作用下梁体外部空气的动力学特性进行数值模拟,最后根据计算结果为桥梁风荷载计算提供精确荷载值,并对主梁截面形状的优化提供参考,对桥梁周围风场的运动规律有更清晰的认识,可为截面形状的优化提供一定的指导。     

风荷载作用下斜拉桥悬臂施工力学性能分析

砼斜拉桥在大悬臂施工过程中其变形及结构稳定性难以控制,尤其对于跨海湾的特大桥梁,在极端风荷载作用下更突出。文中以广东水东湾大跨度砼斜拉桥为工程背景,根据其主桥结构特点及当地台风情况确定临时墩设置原则;建立全桥精细化模型,对大悬臂状况下台风作用下边跨临时墩设置前后主梁和索塔的应力及位移进行分析,研究砼主梁及索塔的抗风安全性能。     

悬索桥施工过程抗风研究回顾及展望

风是一种重要的自然现象,悬索桥因风的作用而产生的灾害事故屡见不鲜。施工中悬索桥尚未形成最终的结构体系,结构刚度比较小,风作用下的抗风安全性已经成为影响悬索桥安全顺利架设的重要问题。从施工中悬索桥抗风稳定性的变化规律、抗风措施及分析方法三个方面,系统地回顾了近10余年来的研究进展,并指出了研究中存在的问题,同时展望了21世纪超大跨径悬索桥施工过程抗风研究中需要解决的关键问题。     

缆索风荷载对悬索桥风效应的影响研究

随着悬索桥跨径的增大,缆索直径和作用在缆索上的风荷载都将相应增加,对悬索桥静风效应和动力风效应（主要是指空气动力稳定性）的影响将可能不容忽视。通过推导,建立了作用于缆索上风荷载的计算模型。以润扬长江大桥为背景,分析了缆索风荷载对悬索桥静风效应和空气动力稳定性的影响。结果表明：缆索风荷载对悬索桥静风效应的影响比较显著,但对于空气动力稳定性则没有影响。     

静风效应和架设方法对悬索桥施工过程颤振稳定性的影响研究

悬索桥在施工过程的结构刚度比较小,空气静力作用产生的非线性效应以及桥面主梁架设方法都将对悬索桥施工过程的颤振稳定性产生重要的影响。运用大跨度桥梁颤振分析的三维非线性方法,分析宜昌长江大桥采用不同主梁架设方法时的颤振稳定性变化趋势,并探讨静风效应和主梁架设方法对悬索桥施工过程颤振稳定性影响的程度、机理和规律。     

悬索管道桥结构参数对全桥动力特性的影响研究

大跨度悬索管道桥桥面窄,宽跨比小,结构十分轻柔,结构参数的改变对其动力特性有较大的影响。以川气东送野山河悬索跨越工程为例,采用大型有限元分析软件ANSYS10.0分析了风缆预张力和风缆面与水平面夹角变化对该悬索管道桥动力特性的影响。研究表明,提高风缆预张力和选取适当的风缆与水平面的夹角能有效地提高全桥结构刚度。     

应用碳纤维索的大跨径斜拉桥抗风性能研究

为了探讨碳纤维复合材料在大跨径斜拉桥中应用的可能性,以拉索等轴向刚度为原则,拟定了一座主跨为500 m的应用碳纤维索的大跨径斜拉桥,并运用三维非线性计算理论进行了动力特性、静风特性和空气动力稳定性分析。分析结果表明大跨径斜拉桥采用碳纤维索后:(1)结构的自振频率有所提高;(2)静风作用下结构变形增大,但其静风性能却与钢索斜拉桥基本一致;(3)空气动力稳定性与钢索斜拉桥基本一致。因此从抗风性能角度而言,大跨径斜拉桥采用碳纤维索是可行的,但是拉索截面尺寸应采用等轴向刚度原则来确定。     

从桥梁风嘴维护中引发的思考

桥梁风嘴是为了减少强风对桥面结构引起的谐振而采取的设计措施,是桥梁结构的组成部分。尤其是特大型桥梁,它是设计中不可忽视的辅助结构的重要组成部分。在现实桥梁养护工作中,由于风嘴处于空中悬臂状态,养护人员无法到达风嘴位置,给后期的桥梁风嘴维修养护工作带来一定的难度。该文从桥梁风嘴维修工作实践中,总结出了利用简易平台结构,实现了对大型桥梁风嘴的维修养护工作。同时,对类似悬臂梁结构的工程设施维修养护具有一定的指导意义。     

山区峡谷非均匀风场下大跨度斜拉桥静风稳定性分析

为研究山区峡谷地形下非均匀风场对大跨度桥梁静风稳定性的影响，以一座跨越典型山区峡谷地形的大跨度斜拉桥为工程背景，首先，采用计算流体动力学（CFD）软件Fluent对桥址区地形的风场特性进行分析，计算出沿主梁方向的非均匀风速和非均匀风攻角分布；然后，采用ANSYS APDL技术实现能考虑非均匀风速和非均匀风攻角下大桥静风稳定性的非线性分析方法。在此基础上，综合考察非均匀风攻角分布、非均匀风速分布、非均匀风速非均匀风攻角分布等风场条件对大桥静风稳定性的影响，分析各工况下主梁的静风变形与跨中处拉索刚度变化。研究结果表明：与均匀风场条件下的静风响应不同，非均匀风攻角或非均匀风速下主梁静风响应最大值点位于风荷载峰值点与跨中之间，在针对非均匀风场下大桥的静风稳定性分析时，应更注重静风响应最大值点而不是跨中处；非均匀风攻角下大桥的静风失稳临界风速要远低于均匀风攻角的静风失稳临界风速，且其静风稳定性能主要受最大风攻角而不是主跨部分非均匀风攻角的平均值来控制；非均匀风速下大桥的静风失稳临界风速主要由主跨部分的风速平均值和最大值共同影响；主梁的竖向位移和扭转角形状主要由风攻角因素来控制，而横向位移的变化规律相对较独立，其形状基本上以跨中线对称，且其值主要由风速因素来决定。     

沪南公路跨线桥抖振响应数值分析研究

采用虚拟风洞技术与全桥结构三维有限元分析相结合的方法,对沪南公路跨线桥成桥状态下的典型断面静气动力系数进行了模拟,开展了脉动风场模拟,并结合模拟结果分析了全桥结构在抖振作用下的位移及内力响应。研究方法及相关结论对我国大跨径变截面连续梁桥的抗风设计具有一定的指导和借鉴意义。     

大跨度桥梁三维脉动风场的计算机模拟

针对用于大跨度桥梁抖振时域分析的随机风场和Davenport相干函数的特点,采用模拟平稳随机过程的AR法,通过编制相应的Matlab程序,获得了大跨度桥梁三维脉动风场。以某跨度为800 m的大桥为例,进行了三维脉动风场的模拟,并对模拟得出的样本进行检验,结果表明模拟值与目标值吻合良好,可以用于大跨度桥梁的风场模拟。     

基于正交异性壳单元的悬索桥非线性静风稳定性分析

基于正交各向异性空间壳单元的大跨度桥梁静风稳定分析方法,通过对江阴长江大桥的静风稳定分析表明,大跨度悬索桥在静风荷载作用下存在两种破坏形式,即静力扭转发散与风荷载超过结构极限承载力造成的破坏,结构的具体破坏形式可能因攻角不同而改变。通过与空间梁单元模型的比较分析表明:两种方法计算的整体变形比较一致,但传统空间梁单元模型存在一定的局限性,而壳单元法能比较全面地考虑结构的整体与局部失稳。