主梁开闭口形式对斜拉桥动力特性的影响

斜拉桥动力特性分析是抗震和抗风稳定性分析的基础。以主跨538 m的预应力叠合梁双塔双索面半漂浮体系斜拉桥为研究对象,采用大型有限元软件ANSYS,分别对3种主梁形式(全开口π型、分离边箱半开口型、底板封闭型)建立空间有限元模型,对其进行动力特性分析并加以对比。结果表明:分离边箱半开口截面与底板封闭截面2种主梁截面形式下,斜拉桥振动特点相似,故增加底板使主梁形成封闭体系对斜拉桥振动特性影响不大;开口π型截面与后两种截面形式相比,各种振型出现的阶次不完全相同,纵飘频率、扭转频率和索塔侧向弯曲频率较小,对桥梁的地震响应和抗风稳定性不利,竖向弯曲频率和横向弯曲频率较大,对桥梁的地震响应和抗风稳定性有利。     

桥梁抗风设计、风洞试验及抗风措施

桥梁应具有抵抗风作用的能力,特别是大跨度桥梁,其柔性较大,设计时必须考虑颤振、抖振、涡激振动等空气动力问题,通过抗风设计、风洞试验、抗风措施来确定桥梁风荷载和抗风性能是大跨度柔性桥梁抗风研究的主要手段。     

大跨度悬索桥主梁抗风试验研究

悬索桥跨径越大,结构越轻柔,对风致振动越敏感,因此,研究悬索桥主梁抗风性能尤为重要。对某主跨1196m大跨度悬索桥,采用有限元建模计算分析了成桥状态的结构动力特性;通过静力节段模型试验,测试了成桥状态主梁的三分力系数,结果表明:该扁平加劲梁整体上具有较好的静风稳定性能;通过动力节段模型试验考察了成桥状态桥梁在风攻角为0°、±3°、±5°下的颤振稳定性能,风攻角为+3°和+5°时,颤振临界风速接近或低于颤振检验风速,其余风攻角下颤振稳定性能良好;通过优化人行栏杆构造、增大透风率对主梁断面进行优化,有效改善了主梁断面的气动性能。     

独塔斜拉桥静风稳定性分析

以某独塔钢箱梁斜拉桥为背景,进行抗风性能分析。采用计算流体动力学（CFD）数值模拟技术计算得到主梁断面的静力三分力系数,分析静风扭转发散机理。对桥梁结构进行自振特性分析,为进一步研究风致振动提供依据。最后,进行了风载响应计算,评估该桥的抗风性能。     

深中通道项目伶仃洋大桥抗风性能研究与展望

伶仃洋大桥作为深中通道项目跨越伶仃航道主通航孔的桥梁,位于珠江口伶仃洋开阔水域,属于台风多发区,跨径超大、桥面超高,抗风安全问题突出。结合伶仃洋大桥的技术特点对其抗风性能研究成果及结论进行了系统总结与阐述,可供同类型特大跨径海中悬索桥抗风性能研究提供借鉴作用。     

宽幅分体箱梁涡振性能及其抑振措施

为研究宽幅分体箱梁桥梁涡激振动特性及其相应振动抑制方法,以某主梁总宽度为64.1 m的分体箱梁大跨悬索桥为工程背景,在均匀流场下对1∶70缩尺比节段模型进行了风洞试验. 首先研究了主梁成桥态在0°、± 3°和± 5°五种不同来流攻角下的涡激振动特性;其次,考察了单一气动措施（包括设置水平气动翼板、封闭中央开槽、隔涡网以及检修车轨道导流板）,以及各种组合措施对主梁涡激振动的影响,检验了这些措施对主梁颤振性能的影响. 研究结果表明:宽幅分体式双箱梁在5个风攻角下均发生了竖向自由度涡激共振,其中最不利攻角为–3°,竖向振幅最大值为0.69 m,超过《公路桥梁抗风设计规范》限值的70%;设置隔涡网和采用组合气动措施后,较原始主梁,涡振振幅下降50.7%～98.6%;尽管抑振措施使主梁颤振临界风速降低6%～15%,但仍满足抗风设计要求.      

大跨度桥梁颤振后状态气动稳定性

为了能对大跨度桥梁颤振后主梁的运动形式给出合理解释,选取大振幅下流线型箱梁断面的4种典型非线性气动力工况,基于非线性气动力和非线性振动微分方程,应用四阶龙格-库塔算法,分析了大跨度桥梁主梁在大振幅条件下的气动稳定性. 结果表明:大跨度桥梁主梁在颤振后的不同振幅和折算风速条件下可出现不同的运动形式;若气动力仅做负功或负功显著大于正功,主梁振动将收敛;若气动力仅做正功或正功显著大于负功,主梁振动将发散;若气动力做的正负功相当,主梁振动将由于结构阻尼缓慢收敛;若气动力正功与相同周期内结构消耗的能量相等,主梁将发生等幅振动;若不考虑气动力的非线性项,桥梁振动可能发散.      

大跨度桥梁主梁沿跨向涡激振动响应计算

为向抑振提供准确的参考数据,基于单自由度涡激振动经验线性模型,结合主梁振型、阻尼和涡激力相关性,导出了主梁沿跨向竖向、扭转涡激振动响应,建立了大跨度桥梁主梁沿跨向涡激振动描述体系,并探讨了节段模型涡激振动识别气动参数的方法.以一大跨度斜拉桥为例,计算了主梁在不同风攻角下涡激力相关性及沿跨向竖向、扭转涡激振动响应.结果表明,受涡激力相关性作用,涡激振动振幅沿跨向衰减较快.     

大跨度斜拉桥刚度对结构抗风性能的影响研究

为了研究大跨度斜拉桥刚度对结构抗风性能的影响,以泸州市长江六桥(邻玉)为工程背景,基于车-桥耦合振动分析方法,开展研究并分析得到风-车-桥耦合体系中梁、索、塔等构件刚度对结构抗风性能的影响。研究表明:桥梁的横向风振响应与主梁的横向刚度和桥塔横向刚度密切相关,与拉索刚度基本上无关;桥梁的竖向风振响应与主梁的竖向刚度和拉索刚度密切相关,其中,拉索刚度的影响更为显著。     

小议斜拉桥抗风概念设计

随着科学技术以及桥梁技术的不断发展,桥梁抗风设计越来越受到关注,桥梁抗风性能直接关系到桥梁的安全性,是桥梁设计中至关重要的环节。结合多年的设计经验,从多角度分析了抗风设计中需要考虑的因素,提出了改善抗风性能的解决措施,具有一定的实际意义。     

现代桥梁抗风理论及其应用

主要正对国家自然科学基金"九五"重大项目中所研究的桥梁抗风理论以及该理论在我国的大跨度桥梁中的实践进行了阐述,通过对实践中经验的总结来进一步验证桥梁抗风理论。主要从桥梁风环境与模型、研究的方法、机理、设计、评价等方面进行了阐述,提出了我国现代桥梁抗风理论与应用的最新成果与进展。     

双塔简支梁悬索桥施工阶段动力特性分析

为探讨双塔简支梁悬索桥施工阶段的动力特性,运用Midas/Civil有限元软件中的子空间迭代法建立桥梁仿真空间模型,针对不同施工阶段的悬索桥进行自振特性分析,得出以下结果:(1)主梁的抗扭强度随着正反对称扭转频率的增加逐渐增大;主梁完成吊装后频率剧增是由于结构的整体刚度增大,致使竖弯和侧弯的频率增大;(2)扭弯频比越大桥梁结构的抗风性能越优;(3)考虑到桥梁的结构受力和自振特性,该桥建议采用刚铰结合法进行主梁吊装。     

大跨度桥梁涡激振动及其半经验模型介绍

大跨度桥梁在低风速下可能会频繁发生较大振幅的涡激共振而导致结构破坏,因而涡激振动已成为大跨度桥梁抗风设计关键问题之一。该文列举了国外大跨度桥梁典型涡激振动实例,并讨论了具有代表性的一些半经验模型,最后针对大跨度桥梁涡激振动提出了基于风洞试验和半经验模型的研究思路。     

独柱塔斜拉桥施工阶段动力特性研究

斜拉桥由于跨度大、结构柔,其施工过程的动力性能问题较成桥状态更为突出。以独柱塔斜拉桥为例,选取典型的施工阶段(裸塔阶段、最大双悬臂阶段、成桥阶段)建立了相应施工阶段的空间有限元模型,运用子空间迭代法对结构的动力特性进行了研究。研究结果表明:3个典型的施工阶段中,主塔的振型总是竖向弯曲先于侧弯出现,而主梁的侧弯振型要早于竖弯出现;由于索-塔-梁的相互制约,基本上不存在某一方向或构件的振型;辅助墩对主梁以横向与竖向自由振动为主的振型能够起到一定的抑制作用;桥梁结构体系布置合理,结构的扭转振型出现较晚,有利于结构的抗风稳定性。     

红河高墩连续刚构桥的优化设计

红河大桥为连接某复建公路的特大桥,根据地形条件的特点,桥梁主桥设计为主跨220 m的预应力混凝土连续刚构桥,主梁采用单箱单室变高度截面,三向预应力体系.为使主桥结构的设计更加合理,对主跨单箱单室截面的腹板厚度、预应力钢束的布置形式等进行了优化设计.通过比较分析优化前后结构在施工、运营阶段的力学性能、主梁挠度及动力性能,进而得到优化对施工、运营阶段结构的力学性能、主梁挠度及结构整体动力性能的影响.     

半开口和分离边箱开口断面主梁竖向涡振性能对比

为深入研究不同截面形式开口断面主梁的涡振性能及其发生机理,针对半开口和分离边箱开口断面2种主梁,进行了1∶50节段模型风洞试验,考虑等效质量、风攻角和阻尼比等因素的影响,计算了2种主梁断面的斯托罗哈数;基于线性和非线性理论,估算了实桥竖向涡振振幅;建立了二维数值模拟分析模型,验证了数值模拟方法的准确性,并对比了2种主梁断面周围的瞬时涡量和平均流线结构。分析结果表明:2种主梁在风攻角为3°和5°时均发生竖向涡振,且出现2个涡振区,第2个涡振区主梁竖向涡振最大振幅明显大,5°风攻角时2种主梁竖向涡振振幅比3°风攻角时大75%;风攻角为5°,阻尼比为0.8%时,分离边箱开口断面主梁竖向涡振最大振幅比开口断面大28%;随着Scruton数的增大,主梁竖向涡振的最大振幅接近线性减小,相同Scruton数工况下,5°风攻角时分离边箱开口断面主梁竖向涡振振幅最大,3°风攻角时半开口断面主梁振幅最小,说明正风攻角越大,主梁断面越钝,其涡振性能越差;5°风攻角时分离开口断面更钝,引起气流更大的分离,来流风在2种主梁断面的桥面上方和主梁开口处均形成漩涡,由于斜腹板和风嘴作用,主梁开口处尺寸较大的漩涡被打碎为几个尺寸接近的较小漩涡,优化了主梁的涡振性能。      

超大跨径悬索桥空气静力非线性行为研究

通过运用非线性空气静力稳定理论及程序系统,对超大跨径悬索桥领域的空气静力行为展开了初步的分析与比较,获得了一些重要的结论．本文研究旨在为今后超大跨径桥梁的静力抗风设计提供参考．     

超大跨径悬索桥空气静力非线性行为研究

通过运用非线性空气静力稳定及程序系统，对超大跨径悬索桥领域的空气静力行为展开了初步的分析与比较，获得了一些重要的结论。结文研究旨在为今后超大跨径桥梁的静力抗风设计提供参考。     

FRP钢筋混凝土桥梁的施工、测试与监测

结合工程实例,介绍了FRP钢筋混凝土桥梁的施工细节、试验和监测结果,该桥的主梁由钢与预应力混凝土制成,主梁的跨度为30.60m,桥面混凝土板厚度为200mm,连续跨度为2.65m,桥梁在关键位置安装了检测仪器,以便使用光纤传感器收集内部温度和应变数据.里松河大桥根据新的公路桥梁设计规范规定的标准卡车荷载进行使用性能测试...     

沪陕国家高速公路京杭运河斜拉桥主桥设计

文章介绍沪陕国家高速公路京杭运河斜拉桥主桥的结构设计概况和特点,重点介绍了桥梁的总体布置,主塔、主梁、拉索的结构设计,并对结构进行了静力分析、局部应力分析和动力分析,结果表明,主桥成桥状态及最大悬臂施工状态抗震性能和抗风稳定性均满足规范要求。