颤振临界风速计算值与试验值的一致性

为了准确把握扁平箱梁的颤振性能,采用节段模型风洞试验和颤振计算相结合的方法,研究了扁平箱梁断面在不同风攻角下颤振临界风速计算值与试验值的一致性.首先通过强迫振动风洞试验获得了某箱梁断面模型颤振导数;然后通过耦合颤振闭合解法获得了不同动力参数条件下的颤振临界风速;最后通过弹簧悬挂节段模型风洞试验测试获得了相同参数条件下的颤振临界风速.计算值和试验值对比结果表明:在0°攻角下扁平箱梁模型颤振临界风速的计算值与试验值保持一致,6种工况下两者差异分别为0.12%、0.50%、4.90%、4.10%、4.84%和1.43%;当风攻角为3°和5°时,颤振临界风速的计算值与试验值较难保持一致,最大差异值可到10.4%;通过对比颤振因子在计算和试验条件下的离散性,在排除非线性气动力和结构阻尼的影响后,推测造成此差异的原因是耦合颤振运动中相位角的变化引起了颤振导数的变化.      

基于集成式神经网络的扁平箱梁颤振导数预测

扁平箱梁因具有较优的颤振性能,已被应用于绝大多数大跨径桥梁. 为便于桥梁设计者在大跨度桥梁初步设计阶段快速评估扁平箱梁的颤振性能,提出了一种基于集成学习的深度神经网络模型,用于快速预测扁平箱梁颤振导数. 首先采用强迫振动风洞试验获取了15种典型扁平箱梁的颤振导数,结合自由振动风洞试验和二维颤振计算验证了颤振导数的准确性;基于风洞试验数据,构建了大小为525的颤振导数数据集,以此数据集为基础,对所提出的集成式深度神经网络开展了模型训练和性能测试. 计算结果表明:所提出的集成式深度神经网络模型仅依靠扁平箱梁的气动外形特征即可准确且快速地预测不同折算风速下的8个颤振导数,且仅利用本文60%的数据集进行训练即可获取较高精度的预测结果;对比传统的多项式回归模型和单一人工神经网络模型,本文所提出的集成式深度神经网络模型预测精度更高,可直接应用到桥梁初步设计阶段的气动选型和颤振计算中.      

气动加热下三角机翼颤振

根据热气动弹性特点,探讨了气动加热温度对三角机翼模态特性和颤振特性的影响.基于热流量平衡方程,分析了气动加热下三角机翼的温度场;用有限元法求气动热效应下2个典型的超音速三角机翼模型的模态;按二阶活塞理论计算了翼面的非定常气动力,并用P-K法对颤振方程进行求解.计算结果表明,气动加热后结构的模态特性和颤振特性均发生变化;由于温度效应降低了各阶固有频率,改变了它们之间的差距,从而导致颤振速度降低.     

制动工况下机车车辆转向架颤振机理

为了消除低速制动工况下轻量化设计的机车车辆有颤振现象与颤振振动对车体、转向架和悬挂系统产生较大的破坏作用,提高车辆的运行平稳性,减小铁道沿线的噪音污染,分析了制动工况下机车车辆转向架发生颤振现象的机理及其影响因素,推导了列车制动块的运动方程。分析结果表明,颤振是车辆系统在低速运行时的自激振动产生的,与转向架构架结构和悬挂系统有关,可通过改进构架设计或调整转向架参数予以避免。     

大跨窄钢桁架加劲梁悬索桥颤振临界风速分析

颤振是一种最危险的自激发散型风致振动现象。当桥梁结构与产生自激气动力的绕流气流所形成的振动系统的阻尼在不断的相互反馈作用中由正值转变为负值时,振动系统所吸收的能量超越了自身因机械阻尼所耗散能量的能力,造成系统发散振动,这种空气动力失稳现象就是桥梁颤振。该现象一旦发生,将导致结构整体的彻底破坏,因而,对悬索桥的颤振稳定性分析显得十分重要。钢桁架加劲梁悬索桥以其跨越     

检修车轨道位置与导流板对扁平箱梁涡振的影响

为研究检修车轨道位置与导流板对宽体扁平箱梁断面涡振性能的影响,以深中通道伶仃洋大桥(大跨度宽体扁平钢箱梁悬索桥)为背景,通过1∶25节段模型风洞试验测试了主梁的涡振响应,并采用计算流体动力学方法(CFD)对断面的二维流场进行了模拟.结果表明：增大检修车轨道与主梁底板边缘之间距离l能够显著提高宽体扁平钢箱梁的涡振性能,当l≥W_b/6(W_b为主梁底部宽度)时,可完全消除宽体扁平箱梁在各风攻角下的涡激振动;在检修车轨道处设置17°倾角的内侧或双侧导流板均能够显著抑制梁体的涡激振动,且抑制效果相同,当l≥W_b/10时,布置导流板可完全消除梁体的涡激振动;增大检修车轨道与主梁底板边缘之间距离以及设置导流板均是通过消除断面下游斜腹板处的尾流漩涡,从而降低梁体受到的周期性涡激力,达到抑制主梁涡振的效果.     

基于敏感分析的预制箱梁腹板斜裂缝机理研究

预制小箱梁因其优异的受力性能,在高速公路中小跨径桥梁中广泛应用,经过多年运营后,主梁混凝土裂缝病害也越发突出。以某高速21座预制箱梁桥为调查对象,统计其基本病害,发现腹板斜裂缝是比较常见典型的病害。进一步分析其腹板斜裂缝发展规律和影响因素,从预应力损失、结构自重偏差、移动荷载提升方面进行敏感性分析,得出有效预应力损失过大是腹板产生斜裂缝的主要原因。     

孤立波浪边界干扰下流线型箱梁气动特性

近海流线型箱梁主梁距水面较低时,气动特性极易受到极端波浪边界的干扰.为研究极端波浪边界干扰下流线型箱梁气动特性,以孤立波浪模拟极端波浪,基于FLUENT软件,采用铺层网格技术建立了模拟运动孤立波浪边界干扰下流线型箱梁气动特性的数值模型;利用所建立并验证的数值模型研究了不同参数下运动孤立波浪边界对流线型箱梁气动特性（静气动力系数、涡量场以及平均压力系数和脉动压力系数分布）的干扰.分析结果表明：不同孤立波浪边界运动速度干扰下流线型箱梁气动特性明显区别于无波浪工况;随波浪边界运动,迎风角处剪切层方向相比于梁底转折角处（8°风攻角）及梁顶转折角处（-8°风攻角）剪切层方向变化明显;在运动孤立波浪边界干扰下,箱梁抖振响应会随风攻角幅值增大呈增大趋势.     

预制箱梁裂纹发育机理及抑制技术

详细分析了混凝土箱梁常见裂纹形式、产生的原因以及裂纹的特征,并从原材料选择、混凝土配合比的设计及施工工艺等方面提出了抑制裂纹产生的措施,收到了良好的效果。能为类似工程提供借鉴。     

流线型箱梁涡振主动吹气流动控制及作用机理

为研究基于主动吹气的流动抑振措施对流线型箱梁涡振性能的影响,进行了1∶50刚性节段模型自由悬挂风洞试验,节段模型与吹气装置连接以达到流动控制效果,分析了主梁处于最不利5°攻角时不同气孔参数下的涡振响应,并通过数值模拟重现了主梁竖弯涡振,分析了主动吹气对抑制主梁涡振的作用机理。研究结果表明：5°攻角原设计断面出现明显竖弯及扭转涡振现象,其中竖弯及扭转涡振分别有2个锁定区间,在竖弯第2锁定区间及扭转第1锁定区间出现涡振响应峰值;主动吹气的流动控制对主梁涡振响应幅值及涡振区间均有较大影响;主梁竖弯涡振在下腹板上下游或者下游吹气速率10 m·s^-1时消失,最佳抑制效果达91.9%;吹气速率5 m·s^-1对于扭转涡振有明显抑制作用,扭转涡振最佳抑制效果达65.4%;吹气速率对于涡振性能影响明显,吹气速率10 m·s^-1的竖弯抑制效果优于吹气速率5 m·s^-1,而吹气速率5 m·s^-1的扭转抑制效果优于吹气速率10 m·s^-1;气孔间距2.5 m工况总体涡振控制效果优于气孔间距5.0 m工况;气孔布置在下腹板的工况抑制效果优于气孔布置在上腹板的工况;当气孔布置于下游下腹板处,吹气速率达10 m·s^-1,气孔间距为2.5 m时,主动吹气降低了主梁下游上下表面周期性脉动压差,破坏了下游下腹板处的负压中心,故其能有效抑制主梁竖弯涡振。     

钢拱桥扁平钢箱梁剪力滞效应的研究

以双口面支渠1#公路桥为例,用有限元程序计算分析宽幅扁平钢箱梁中中腹板厚度变化对剪力滞效应的影响,解决了本桥设计时亟需确定的中腹板的设置问题,并得出单肋斜跨拱吊点处顶板和底板有应力集中的结论,说明索力对应力的分布影响较大,这为以后类似桥梁的设计提供参考依据.     

跨径及斜度对简支斜交梁桥地震反应影响分析

以当前高速公路、立交枢纽工程和高架桥中出现较多的公路简支斜交梁桥为工程背景,在回顾斜交梁桥震害特征的基础上,利用多种计算方法(反应谱法、弹性时程分析法和弹塑性时程分析法等),选取跨径为分析参数,进行常遇地震、罕遇地震作用下不同斜度的简支斜交梁桥地震反应分析,得出简支斜交梁桥地震反应随跨径变化的变化特征,可为斜交梁桥的抗震设计提供理论参考.     

平曲线箱梁在温差作用下的扭转分析

为了正确计算温差引起的平曲线箱梁的内力和位移,根据平曲线箱梁弯扭耦合的特点,分析了微梁段截面转动和温差引起的扭转变形,并计算了简支平曲线箱梁的扭矩和挠度.将简支平曲线箱梁作为基本结构,导出了连续曲线箱梁内力的计算式,并用于两等跨连续曲线箱梁的计算,与空间有限元分析结果的误差在5%以内,满足工程精度的要求.研究结果表明,计算平曲线箱梁的位移和内力时,应考虑温差引起的扭转变形.     

运营阶段大跨斜拉桥扁平钢箱梁横隔板受力分析

以黄埔大桥北汊桥独塔双索面扁平钢箱梁斜拉桥为工程背景,采用索-梁-板壳混合单元建立梁段的三维有限元模型,分别分析了扁平钢箱梁吊点处和非吊点处横隔板在运营阶段8车道车辆荷载作用下的受力行为,得到横隔板应力分布的规律;通过分析顶底板加劲肋、索力对横隔板受力的影响,提出了较合理的开孔洞的位置.以非吊点处横隔板为例,分析了横隔...     

顶板横向预应力作用下宽箱梁空间效应分析

针对宽箱梁受力表现出较强的空间效应的特点,建立精细化的空间有限元模型,以恒载(自重加二期恒载)作用下的力学分布作为基础,对比研究了考虑顶板横向预应力作用时的宽箱梁受力特点,得到了一些有益的结论。     

混凝土预应力箱梁和T型刚构箱梁满堂支架设计

桥梁满堂红支架现浇是常用的施工方法之一,其稳定性关乎主体结构质量和安全。通过对30m混凝土预应力箱梁+60mT型刚构箱梁满堂红碗扣式支架的设计验算,为同类结构施工提供了有益的参考。     

斜支撑下连续箱梁桥宽横隔梁设计

由于地形受限,桥梁不可避免地斜向跨越下穿高速公路,本文以沈丹高速某桥为例,介绍一种新的跨越思路,通过Midas建模分析,给出斜支撑下连续箱梁桥宽横隔梁的受力特点,并给出相关设计建议。     

支座型式对连续曲线箱梁剪力滞效应的影响

提出了一种以剪力滞平衡微分方程的齐次解作为梁段位移的模式，建立了考虑弯、扭、剪力滞耦合的有限段模型．对两跨连续曲线箱梁进行了模型试验，有限段法的计算结果与模型试验值和有限元法的计算结果吻合．通过实例计算，分析了在集中荷载、均布荷载作用下，支座型式对连续曲线箱梁剪力滞效应的影响.研究表明，支座型式对连续曲线箱梁剪力滞效应的影响较大，荷载作用形式对剪力滞效应影响明显.