山区峡谷大跨度桥梁桥址风场试验

坝陵河特大桥位于地形特殊的山区,桥址风环境非常复杂,是我国西部山区桥址的典型代表,为了正反映桥址处风的实际状况,探索通过地形模拟风洞试验来确定桥梁设计基准风速和相关的风特性参数的方法和可靠性,为将来类似桥梁提供参考.试验研究结果表明:坝陵河特大桥在横桥向来流作用下,跨中桥面高度处风速受到“峡管效应”的增速作用;峡谷内平...     

山区高墩桥梁桥址风环境数值模拟

采用结合桥址处地形进行风环境数值模拟的方法获得大桥桥址处未设风速测点的桥梁结构抗风所需的基本风速。建立三维数字地形模型并导入流场求解软件,划分网格,进行流场的数值模拟。以Navier-Stokes方程为基本控制方程,采用离散化的数值模拟方法求解流场,使用标准k-ε双方程湍流模型。通过风速修正系数考察桥位风速与气象站的风速关系。最后根据修正系数进行了风场指数α的拟合,确定桥位场地类别接近C类场地。     

基于数值风洞的拱桥风荷载研究

计算流体动力学方法可以解决复杂拱桥的三维绕流问题。以九堡大桥主桥为工程背景,通过数值模拟得出了大桥主梁的静力三分力系数以及空间拱肋的风荷载参数,最终分析得到该桥的风荷载响应及一类稳定安全系数,为复杂桥梁结构的抗风研究提供了参考。     

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。     

U形峡谷桥址区风特性实测研究

山区桥梁桥址区风场特性相比平原地区更加复杂,具有强烈的地形效应。针对某U形峡谷中三塔斜拉桥的中塔建立了高度方向的多个测点,测得了不同高度处的风速时程,通过统计分析得到桥位的平均风参数和脉动风参数及其统计规律。分析结果表明,该峡谷桥址区的平均风速剖面受地形影响大而且形式复杂,风攻角比规范推荐值大,顺、横、竖风向的湍流度比值与规范值的差异明显,湍流积分尺度、脉动风功率谱与规范相比也有所区别。     

山区特大跨径桥梁桥址处风特性实测研究

为研究山区桥址处的风场特性,基于西南山区某特大桥结构健康监测系统,对桥址处实测风场特性进行分析,并与规范推荐值比较。结果表明：1)大部分风速时程处于平稳状态,横向脉动风速的非平稳性高于纵向脉动风速;2)实测风速时程平均风速有跳变波动,平均风向保持平稳;3)各向湍流强度、阵风因子在低风速区段随平均风速的增大而减小,在高风速区段随平均风速的增大而趋稳;4)实测纵向阵风因子超过规范推荐值,纵向阵风因子与湍流强度具有较强的相关性,实测拟合曲线较Ishizaki推荐值偏小;5)实测功率谱值在低频区逐渐增大,在高频区逐渐减小,Von Karman经验谱能描述实测数据的脉动特性。该研究结果可为同类桥梁结构抗风设计提供依据。     

南溪长江大桥桥址区风特性研究

南溪长江大桥是跨越长江的一座特大型悬索桥,桥址区地形地貌复杂,风环境恶劣。根据南溪长江大桥工程设计方案及桥址区现有资料,基于规范风速标准、气象站历史风速记录以及区域地形风场CFD分析对桥址区的风特性进行了研究,确定了南溪长江大桥的风速标准,为大桥的进一步抗风分析提供依据。     

圆环形桥塔区域行车风环境数值模拟

采用Realizable k-ε湍流模型,研究了未设置风屏障和设置50%透风率风屏障两种工况下的圆环形桥塔区域行车风环境特点。研究结果表明:桥塔周围存在明显的加速区域,最大风速系数可达1.3,使得车辆通过桥塔区域时将经历剧烈的风速变化,可能影响行车安全。设置50%透风率风屏障以后,桥塔周围未出现明显的加速区域,桥面风速变化较小,有效改善了圆环形桥塔区行车风环境。     

基于数值风洞的复杂拱桥风荷载

以某复杂钢叠合梁组合式系杆拱桥为例,建立了该桥三维空间有限元模型。基于计算流体动力学的数值模拟方法,研究了拱肋和主梁相互影响下的静气动力系数,并给出了不同构件的气动参数,最终分析得到该复杂拱桥的风荷载响应及一类稳定安全系数。     

京沪高速铁路南京长江大桥桥址区风特性研究

基于已有的风速观测记录，对京沪高速铁路南京长江大桥桥址区的风向分布进行了统计分析。针对风速观测记录的特点，证明了利用不同高度处月最大风速记录推算地表粗糙度系数的可行性，并对通过最小二乘拟合得到的地表粗糙度系数进行了统计分析。最后分别根据原始风速观测记录和基本风压分布图推算了该桥的设计基准风速，上述研究将为该桥进一步的抗风分析提供依据。     

高烈度地震区山岭隧道洞口减震问题的数值模拟研究

采用有限差分软件FLAC3D 3.0研究隧道洞口段的抗震设防长度和衬砌刚度对地震反应的影响,分析设置横向减震层、纵向减震层和加固围岩对衬砌结构的减震效果,并总结山岭隧道洞口减震的思路和措施.结果表明:一般进入洞内25～30 m后地震放大效应开始趋于平稳,该距离可为确定洞口抗震设防长度参考;衬砌刚度过大在一定程度上将加大震害;设置横向减震层和纵向减震层都能使地震反应明显减弱,使应力分布更趋均匀,且前者效果明显好于后者;通过设置锚杆增强围岩整体性,可有效减少作用在衬砌上的地震荷载,且对软质围岩效果更佳.最后,提出山岭隧道洞口必须综合减震,衬砌应该刚、柔平衡.     

山区高墩桥梁抗震设计

山区高等级公路采用了许多非规则高墩桥梁,以跨越河谷和深沟,汶川地震的桥梁震害启示给山区高墩桥梁的抗震设计提出了新的要求。结合山区高墩桥梁的特点,阐述了山区高墩桥梁的概念设计、抗震计算和抗震措施三个方面的内容,为山区高墩桥梁抗震设计提供有益的参考。     

山地城市桥隧相连隧道洞口设计技术研究

由于我国城市交通量急剧增加,城市交通需求旺盛,为了减少道路建设对区域规划的破坏及既有建筑的影响,城市隧道工程成为新的发展趋势。以重庆市渝中连接隧道为依托,介绍城市桥隧相连隧道洞口结构设计相关技术,为类似工程的设计施工提供借鉴。     

山区大跨度桥梁结构选型

为了使山区大跨度桥梁设计做到结构选型合理及方案可行,在综合考虑桥址处客观条件、结构体系的受力特性和桥梁美学及景观基础上,从山区桥梁选型与造型、桥位选择方面进行分析,并对山区桥梁常用结构形式的使用条件及合理跨径进行探讨.得出以下结论:山区桥梁选型原则为大桥凭规模,中桥可造型,小桥在细节;桥位选择原则为中、小桥梁严格服从线路布设,大桥、特大桥应多方案比选,并将其作为控制点,总体上达到与线路走向一致;山区公路、铁路大跨度桥梁首选是连续梁(刚构),对于较窄的V形沟谷优先考虑拱桥,在特殊地形条件下可选择斜拉桥和悬索桥.     

高精度入口边界的峡谷桥址风场数值模拟

山区峡谷地区由于受特殊地形地貌条件影响使得其风场十分复杂,这些地区建立的大跨度桥梁面临着更为突出的风致振动问题,而当前规范对峡谷桥梁的抗风设计还没有明确规定。为更加深入认识峡谷风场的分布特性,基于WRF与CFD耦合模式对峡谷桥址风场进行精细化分析,在中尺度气象模式基础上结合多项式插值方法获取入口边界的平均风速,同时对峡谷桥址上游风速进行实时监测,利用实测站脉动特性互等的原则获取数值模拟入口位置的脉动特性。将平均风速和脉动风速综合考虑后利用UDF程序赋给大涡模拟的入口边界并对峡谷桥址位置风场进行详细分析,最后将模拟结果与实测结果的湍流特性进行对比。研究结果表明：考虑脉动风速后的入口边界条件相比于无脉动入口风速其湍流特性与实测值吻合更好;中国现有规范中的标准谱不适用于复杂峡谷桥址地区,如用现有规范设计山区峡谷桥梁,其结果偏不安全;来流风向与峡谷走向是引起加速效应的主要原因,峡谷上游的复杂局部地形是引起峡谷桥址风场多样性的根本原因。研究成果可供山区峡谷大跨度桥梁抗风设计提供参考。     

山区高速公路沿线桥梁的总体规划及选型

百色至靖西高速公路是一条典型山区高速公路,具有桥隧比例高、地形地质复杂等特点,为在该线路上合理地布设桥梁,首先确定单工点桥梁的基本原则,再对布设桥梁遇到的一些特殊情况,如路线跨越较薄山脊的情况、地质条件好的V形山谷是否设桥、岩溶不良地质条件下桥跨选择、斜桥的布置以及同一施工标段内桥跨的统一等情况,充分综合分析了桥梁前、后的路线整体条件来布设桥梁,这样布设桥梁不仅确保了桥梁的结构安全性、满足行车舒适性的要求、也达到了施工便利、降低工程造价的目的。     

山区大跨径悬索桥加劲梁型式研究和比选

云南普宣高速公路普立特大桥位于构造剥蚀、侵蚀深切峡谷地貌区,拟采用628m单跨悬索桥方案.为选择经济可行的加劲梁方案,对钢箱加劲梁和钢桁加劲梁的适用性进行研究和比选,重点从施工角度对钢箱加劲梁方案可行性及经济性进行论证.研究表明:钢箱加劲梁片状半成品和钢桁加劲梁片状半成品及杆件都能顺利运输至现场,宣威岸可设置加工拼装场地,并按工厂制作要求进行质量控制,节段能顺利起吊安装,2种方案均可行;从施工风险、耐久性及结构整体受力特性、工程造价等方面进行比较,最终确定该桥采用钢箱加劲梁方案.     

论山区隧道洞口景观设计

随着可持续发展理念的深入人心,环境保护越来越重要,山区道路隧道洞口区域生态的恢复也越来越受到重视.从隧道洞口的设计原则、目前隧道景观存在的问题等方面探讨隧道洞口景观设计,研究绿化设计手法及其景观效果,提出隧道洞口绿化不仅包括以植被绿化恢复生态,还包括因地制宜进行洞门装饰,并以工程实例验证,让两者相结合,可以达到更好的景...     

山区高速公路路基差异沉降数值分析

为了确定路基差异沉降规律,结合河北某高速公路具体工程实际,选取路基建设中有代表性的路基断面建立有限元模型,分别对横向半填半挖式、高填方及纵向填挖交界处等三种情况下的沉降状况进行了数值分析。结果表明:路基差异沉降最不利的位置出现在路基边坡处,建议道路建设过程中应重视路基边坡,特别是特殊路基填方处路基边坡的稳定性。     

山区高速公路桥隧相连地段梁体预制、架设施工技术

为解决山区高速公路桥隧相连地段梁体预制、架设难题,以济晋高速公路工程中桥隧相连地段梁体施工为例,介绍该工程中四里沟大桥和四里沟中桥的梁体预制及架设技术.通过梁体预制及架设方案比较,采用在隧道内预制梁方案,解决了隧道口无场地的问题;采用满堂支架配合人字扒杆架梁方案,并通过合理利用现场地形和资源(隧道弃碴),解决了架桥机无法在隧道口架梁的问题.该梁体预制、架梁施工技术适用于梁片数量少、梁体吨位大,隧道口距桥台尾距离小于10 m,且采用架桥机架梁既困难成本又很高的桥隧相连地段.