我校大距及新型桥梁研究概况

本文就近年来我校桥梁工程学科在大跨及新型桥梁方面的部分研究及成果作了简要的介绍。     

高速铁路接触网风致振动与风偏的动态计算方法

利用ANSYS软件建立接触网弹链、简链风致响应有限元模型,从导线弛度、张力及弹性角度,验证有限元模型的准确性;采用谐波合成法(WAWS)模拟针对接触网结构特点的脉动风场;计算系统在风荷载作用下的动态响应,利用空气动力学理论计算接触网平均位移,采用时程分析方法计算接触网动态位移,并将二者叠加得到接触网风致响应总位移。通过开展接触网气动弹性风洞试验,结果表明:提出的基于有限元的风致振动与风偏的动态计算方法与风洞试验结果基本吻合;该方法计算结果准确,具有较好的工程应用价值。     

大跨度平屋盖结构风致破坏过程模拟

利用计算流体动力学(CFD)软件CFX11.0,采用基于雷诺平均(RANS)方法的SST k-ω湍流模型对大跨度平屋盖风致破坏过程进行了二维数值模拟,研究风致连续破坏过程中屋盖开口附近风压系数的变化规律。结果表明,大跨度屋盖边缘等几何外形突变的部位是屋盖的薄弱环节,屋盖的风致破坏往往由这些部位开始。屋盖破坏过程中破坏开口边缘处风压发生较大变化,这是屋盖风致连续破坏的主要原因。此外,结构前后入口的大小也对破坏开口外表面风压系数分布规律有较大影响。本文定性地对屋盖结构风致破坏过程进行了数值模拟分析,可为大跨度屋盖局部抗风设计提供参考。     

大跨度轨道交通桥梁扭转变形及其限值

偏载作用下大跨度桥梁主梁易产生较大的扭转变形,这对轨道交通车辆运行的安全性和舒适性是不利的。针对大跨度桥梁扭转变形的特点,明确了大跨度桥梁主梁局部扭曲和整体扭转两种变形形式,并结合相关规范的已有规定和公务部门的管理标准,提出了扭转变形限值的取值标准,并通过车—桥耦合振动分析实例验证了主梁扭转变形的不利影响。研究结论可为设计和管理人员提供参考。     

跨线钢箱梁斜拉桥列车风荷载及风致振动

为获得高速列车下穿时的列车风和桥梁振动响应特性,以某独塔无背索钢箱梁斜拉桥为工程背景,采用CFD仿真获得钢箱梁不同部位的列车风荷载,并基于桥梁动力模型研究施工阶段和运营阶段的风致振动响应.结果表明:高速列车下穿时,钢箱梁翼缘板、腹板及底板的表面风压均表现出明显的"头波""尾波"特性;随着车-桥间距和距轨道中心线距离的增...     

武广客运专线大跨度桥梁梁端无砟轨道结构受力研究

针对武广大跨度连续梁梁端轨道结构进行分析研究,分析了梁端轨道结构作用机理,建立了梁端轨道结构系统分析模型,对武广客运专线大跨度连续梁梁端无砟轨道扣件上拔力、轨下垫板压缩量、钢轨附加应力和梁端轨道板稳定性进行了分析检算。结果表明,衡阳湘江特大桥、株州湘江特大桥、陆水特大桥和王灌冲特大桥梁端扣件上拔力均超过小阻力扣件扣压力,株州湘江特大桥最大上拔力超过常阻力扣件扣压力,衡阳湘江特大桥、陆水特大桥和王灌冲特大桥最大上拔力满足常阻力扣件要求。武广客专四座大跨度连续梁桥的轨下胶垫压缩量、钢轨附加应力和道床板稳定性均满足要求。     

大跨度斜拉桥超长拉索多模态振动阻尼协同控制技术研究

沪苏通长江大桥是目前世界上最大跨度的公铁两用斜拉桥,其超长超重斜拉索振动模态复杂,振动控制难度大。通过理论分析结合现场实测,得出了适用于大跨度斜拉桥超长斜拉索多模态振动控制方法及技术。研究表明：实测分析超长斜拉索施工期的振动具有多模态特征,既有中低阶振动(5～15阶),也有高阶振动(46～50阶);提出的外置式杠杆质量阻尼器ELMD和摆锤式MTMD阻尼器协同控制分析方法,理论分析结果满足斜拉索多模态控制要求,有效振动控制范围提升至60阶;研发的新型ELMD阻尼器通过杠杆放大和齿轮放大作用,为斜拉索提供附加阻尼和附加惯质作用,中低阶实测阻尼对数衰减率δ≥3%;研发的摆锤式MTMD阻尼器,采用摆锤式结构,利用质量调谐作用实现斜拉索高阶减振,现场无肉眼可见振动;通过长期健康监测系统显示,台风“烟花”过境期间监测到的最大振动加速度为0.012g,大桥正常运营期间,斜拉索的振动加速度基本被控制在0.01g以下。     

海洋强风环境钢桁梁斜拉桥施工阶段风致效应分析与振动控制

以一座新建跨海铁路主跨364 m钢桁梁斜拉桥为背景,分析海洋强风对钢桁梁斜拉桥最大单悬臂状态下的影响,对比不同抗风措施下风致振动的抑振效果。结果表明：采用JTG/T 3360-01—2018《公路桥梁抗风设计规范》推荐的湍流场参数和单位气动导纳函数预测的抖振响应结果偏于保守,可用于大跨度桥梁初步设计阶段;实测湍流场参数可以很好地估计桥梁抖振响应,尤其是横桥向响应;测量桥址的风速对合理设计和施工海洋强风场斜拉桥具有重要意义;辅助墩、斜撑、调谐质量阻尼器和抗风拉索的减振效率依次递减;由于跨海大桥施工过程中增设临时墩会大幅提高建设成本,而斜撑方案只需要在主塔和墩附近设置临时钢结构的斜撑,不会大幅提高施工作业量,推荐采用斜撑方案。     

铁路大跨度钢桁梁加劲拱桥风致振动研究

桥梁风害是工程界非常关心的问题之一,桥梁应具有抵抗风力作用的能力。风对桥梁的作用不单纯是平均风的静力作用,特别对于大跨度桥梁,因其柔性较大,设计时还必须考虑涡振、弛振、颤振等空气动力效应。并且对于铁路这种极其重要的基础设施,风致振动会严重影响其安全性和平稳性。以广州铁路枢纽东北货车外绕线北太路大桥156 m大跨度简支钢桁梁加劲拱为例,基于ANSYS动力特性分析与CFD数值风洞模拟,对其工字型吊杆风致振动进行了细致的研究,揭示了风对铁路桥梁结构的作用机理和特点,为指导和优化桥梁结构设计提供了可靠的保障,也可为类似工程项目提供参考。     

大跨度桥顶进施工技术

本文详细叙述了大跨度桥的顶进施工方案 ,着重强调了线路加固技术 ,制定了切实可行的安全保证措施 ,对框构顶力进行了计算 ,对后前背工程和线路加固进行了检算。     

大跨度连续梁桥施工新方法研究

基于大跨度连续梁桥的特点及某大桥施工时需要调整施工方法的实际情况,运用有限元分析软件,计算并比较了两种施工方法下结构受力情况及主梁线形变化状况。通过施工、设计及监控解决相关技术难点后,桥梁顺利合龙,并缩短了近1个月的工期,表明悬臂浇筑与支架现浇相接合这种施工方法是可行的。     

大跨度桥梁的造型设计

从桥梁美学和桥梁技术发展的角度，对近百年来以斜拉桥和悬索桥为代表的世界大跨度桥梁建设的成就与问题进行了系统的分析和总结，从桥梁设计的角度，探讨了桥梁美学与结构工程学之间的相互关系。通过对大量实例成得失的分析与研究，初步归纳出大距度桥梁造型设计应遵循的若干基本原则，主要针对用于距海工程的持大跨度桥梁，结合作者的研究成果，简要介绍了有关单主缆协作协桥梁体系，双主缆协作桥梁体系，三主缆协作桥梁体系，孪生型作桥梁体系等新的桥梁布局和桥梁造型的初步构想。     

列车—桥梁时变系统振动能量随机分析方法

本文提出了车－桥时变系统振动能量随机分析方法，把受多种随机因素影响的系统随机振动转化为系统振动能量随机分析，参考人工地震波，建立车辆构架人工蛇行波，以此人工波为激振源，算出车－桥时变系统具有要求概率水平的振动响应。     

高速铁路大跨度桥梁

研究目的:通过总结我国在建的3座高速铁路大跨度桥梁设计、施工特点及有待进一步研究的问题,对今后高速铁路大跨度桥梁起到借鉴作用.研究结论:大跨度桥梁的基础施工技术的大幅进步,提高了施工质量的可控性;铁路大跨度桥梁的桥面采用整体桥面结构形式,可改善结构受力和确保轨道的平顺性及列车行车安全;大跨度桥梁整体施工技术是我国桥梁施工技术的发展方向.     

大跨度劲性钢管混凝土拱桥的试验研究

本文对钢管混凝土双肋提篮式拱桥的研究内容：劲性钢管混凝土研究，肋拱横向稳定分析，劲性钢管混凝土拱稳定性模型试验与合理内侧倾角等作了简要介绍。     

大跨度连续梁桥的线形控制

京杭大运河特大桥是一座主跨为(93 165 93)m的三跨预应力混凝土变截面连续梁桥,主梁除0号～2号块采用支架现浇外,其余3号～24号块均采用挂篮悬臂浇筑,主梁的线形控制较为关键。结合该桥主梁线形控制的施工实际,介绍了主梁的施工方案、线形控制的目的和要点、线形控制计算分析方法。重点阐述了箱梁实际立模高程值的计算过程和箱梁高程测控的布点和监控方法。     

高速铁路大跨度钢管混凝土拱桥车桥耦合振动仿真分析

以鸭池河桥为工程背景,建立车-桥系统耦合振动分析的数值仿真模型。利用大型通用有限元软件ANSYS建立桥梁的动力分析模型,并计算其空自振特性。通过多体动力学软件SIMPACK对于CRH3动车组模型进行高精度仿真,结合SIMPACK软件和ANSYS软件,建立车桥耦合振动仿真系统,输入轨道不平顺和轮轨关系进行车桥耦合振动计算。车桥耦合振动分析结果表明:桥梁具有足够的刚度,振动状态良好;车辆运行安全性可以得到保障,舒适性指标为"优良"。该桥的车桥耦合振动计算结果为今后类似桥梁设计提供了借鉴,同时也验证了联合仿真的可行性和便利性。     

大跨度桥梁抗震分析的空间效应

介绍桥梁在地震作用下动力性态的分析方法。着重介绍在随机地震作用下大跨度桥梁考虑空间效应的抗震分析虚拟激励算法。虚拟激励法不仅计算效率高，应用十分方便，而且包含了全部参振振型之间以及全部激励点之间的相关性，理论上是随同振动方程的精确解。以青马桥为例，将虚拟激励法的计算结果及效率与反应谱方法和时间历程法作了比较。在均匀地震地面运动作用下，三种方法的计算结果十分接近，但随机振动方法的计算要快得多，计算效率比时程分析方法高30倍－40倍。应用虚拟激励算法进一步分析了青马桥在非均匀地震地面运动下的地震响应。计算结果表明行波效应对大跨度桥梁的地震响应影响很大，但计算效率仍很高。和行波效应相比，部分相干效应对地震响应的影响较小。