刚构体系独塔斜拉桥施工期抖振响应

为了更准确地计算桥梁抖振响应,以采用刚构体系的某带大挑臂钢箱结合梁独塔斜拉桥最大双悬臂施工阶段为研究对象,首先在有限元建模中重点讨论因塔梁固结处节点刚性区建模方法不同而导致的桥梁结构动力特性差异;随后运用二维不可压非定常雷诺平均URANS数值模拟方法,识别大挑臂钢箱主梁断面静力三分力系数和气动导纳;最后基于Davenp...     

山区单悬臂廊桥结构抖振响应及等效风荷载

为研究山区风环境下悬挑式人行桥梁抖振响应及风荷载,以某单悬臂观景廊桥为背景,通过风洞试验对结构的静力三分力系数以及不同风参数下的抖振响应进行了测量,并将结构横桥向最大等效风荷载规范计算值与试验值进行比较. 结果表明:山体地形对结构三分力系数及抖振响应影响较大,二者最大值均未出现在常规风向角;结构抖振响应随风速的增大而增大,受小幅风攻角的影响较小;横向抖振响应受一定程度紊流度变化的影响不敏感,但竖向及扭转响应整体随紊流度的增加呈明显增大趋势,在紊流度增大约40%的情况下二者均增大15%左右;竖向抖振响应随紊流积分尺度的增大（增幅约20%）而增大,增幅在9%左右,但积分尺度对横向抖振响应几乎无影响,对扭转响应的影响随风攻角的不同有较大差异,随着积分尺度的增大,3° 攻角下扭转响应增幅约为8%,0° 攻角其受积分尺度的变化影响较小;相比横桥向最大等效风荷载试验值,利用桥梁规范计算的结果偏于保守,静阵风系数的取值有待修正.      

顺向斜风作用下桥面运动车辆气动特性试验研究

顺向斜风对行车安全的影响不容忽略,为考查顺向斜风对运动车辆气动特性的影响,采用移动车辆模型风洞试验装置,针对缩尺比为1/20的车辆和桥梁模型,测试了顺向斜风作用下运动车辆的气动特性,讨论了风速、风向和风屏障等因素对移动车辆气动特性的影响. 结果表明:移动车辆的五分力系数在不同风速时吻合较好;侧向阻力系数、升力系数和点头力矩系数随着合成风偏角的增大而减小;风偏角较小时,风向角对车辆的升力系数有较明显的影响;风屏障使车辆的气动力系数接近0,且明显地改变了车辆气动力系数随风偏角的变化规律;设置风屏障后,车辆阻力系数的变化率受风偏角、车速和风速等条件的影响.      

基于风洞试验实现高耸结构抖振时域分析的两种方法

随着高耸结构的日益高大和轻柔化,由紊流风引起的结构抖振响应问题显得格外重要.通过静力三分力试验及气动弹性模型试验两种不同的途径分别实现高耸结构时域内的抖振分析,并以算例分析证明两种方法的可靠性,明确不同途径工作的难点所在,有利于设计者更好地选用合适的分析途径.     

转体施工大悬臂T构的抗风性能研究

采用平转施工的T形刚构桥梁在转体之前,拆除施工支架,处于大悬臂状态,结构刚度较小,在风的作用下稳定性较差.结合内蒙古集宁市的京包铁路分离式立交桥,桥址处多阵风且风速较大,分析该转体施工T形刚构桥梁的抗风性能,通过对该桥进行了抖振时域分析,得到其位移时程结果.大悬臂T构的结构横向刚度最小,位移最大.结果表明结构在风荷载的作用下较安全,但风荷载的作用不可忽略.     

钢桁梁桥主桥设计比选及顶推施工抖振数值模拟研究

风致抖振响应对于桥梁顶推施工过程具有重要的影响。以张家口市宣化区胜利路桥新建工程为对象,开展主桥桥型设计比选研究,并采用ANSYS进行顶推施工抖振响应数值模拟。对主桥桥型设计进行比选,选择采用钢桥面系,带竖杆华仑桁架,钢-混凝土组合桥面铺装的简支钢桁架桥分幅桥梁方案。风荷载作用下,同一横断面处不同主桁处支座反力不同,对竖向支座反力而言,下游边桁架处最大,中间支座反力次之,上游支座反力最小。计算发现,在不考虑、考虑墩梁耦合效应两种状态时,下游边桁架支座反力峰值分别占恒载反力的10.5%和13%,中桁架支座反力峰值分别占恒载反力的5%、6.9%,上游边桁架支座反力峰值约占恒载反力的比例分别是6.5%、7.1%,可见墩梁耦合效应对该桥的抖振响应影响较小,可以忽略。结论可为今后类似工程设计与施工提供参考。     

变截面连续钢箱梁桥典型施工阶段涡激振动

为探讨大跨度连续钢箱梁桥在吊装施工阶段可能遇到的风致涡激振动问题,提出有效的抑振措施,以崇启6跨变截面连续钢箱梁主桥施工过程为背景,通过 1:45全桥气弹模型风洞试验,研究了大跨度变截面连续梁桥典型施工阶段主梁的涡激振动性能,试验模拟了外加阻尼的抑振措施,并基于试验现象探讨了连续钢箱梁桥的涡激振动机理.研究结果表明:当第2跨主梁架设完成后,主梁易产生涡激振动,且不满足桥梁抗风设计规范的要求.当结构阻尼比达到1.2%时,涡激振动振幅满足规范要求;当结构阻尼比达到2.1%时,施工阶段不会产生明显的涡激振动.      

侧向风作用下车-桥系统的气动特性——移动车辆模型风洞试验系统

为考虑侧向风作用下车辆运动对车-桥系统气动特性的影响,针对车-桥系统气动绕流的特点,研制了一套移动车辆模型风洞试验系统,在风洞中实现了侧向风作用下车辆运动过程中桥梁和车辆各自气动力的同步测试.该系统可以较方便地改变来流风速、车辆运动速度、测试对象以及车辆与桥梁的相对位置等.根据测试信号时程的特点,提出了相应的数据处理方法,分析了车辆运动过程中桥梁和车辆动态气动力的变化特征.试验结果表明,桥梁和车辆的气动力信号较稳定,试验结果比较可靠.     

Effects of Tuned Mass Damper on Wind-Induced Vibration of Free Standing Pylon by Wind Tunnel Test

In order to assess the effects of tuned mass dampers (TMDs) on wind actions, an aeroelastic model with a scale of 1:60 was constructed. Tests were performed in an atmospheric boundary layer wind tunnel to investigate the buffeting response of the pylon with a TMD fixed by a wire rope instead of a spring. The model was tested under different levels of damping. The experimental and numerical results showed that with the TMD in the optimal condition, the buffeting response was reduced by 47%.     

大跨度铁路斜拉桥非线性时域抖振分析

通过脉动风速场模拟，获得了桥梁结构时域化风荷载，在此基础上，采用大跨度桥梁抖振的时域分析法，以一大跨度铁路斜拉桥为工程背景，对大跨度铁路斜拉桥抖振的非线性行为进行了分析．分析中综合考虑了结构几何非线性和气动非线性，其中结构几何非线性因素包括拉索垂度、内力引起的梁-柱效应及结构大变位等，气动非线性因素包括攻角效应、自激力等．非线性运动方程采用双重迭代法求解，以提高迭代的收敛性．非线性时域抖振分析和线性分析结果的比较表明，非线性因素会增大结构的抖振响应．     

悬吊双层闭口箱梁桥面风振性能

以悬吊双层闭口箱梁桥面为研究对象,通过风洞试验,针对结构静力耦合与气动干扰对悬吊双层闭口箱梁桥面风振性能影响进行了研究;采用变分模态分解方法对试验监测信号进行模态分解,识别颤振模态;通过振动形态矢量图与相位图对颤振弯扭耦合程度及弯扭相位差进行分析;根据最小二乘法识别颤振导数,基于激励-反馈原理,由颤振导数识别颤振气动阻尼。研究结果表明：在结构静力耦合与气动干扰共同作用下,下层断面发生软颤振,其竖向、扭转振动参与度系数分别为0.85、0.53,其颤振形态倾向于竖向振动;下层断面在自激气动力作用下发生颤振,自激气动力相位差减小导致颤振弯扭相位差减小为81.29°,而上层断面在结构耦合力作用下发生强迫振动,结构耦合力相位差决定上层断面弯扭相位差为100.81°;下层断面竖向振动气动阻尼主要来源于竖向速度自激升力负阻尼以及弯扭速度通过激励反馈所产生的耦合升力负阻尼,分别为60%和40%;下层断面转振动气动阻尼主要来源于扭转速度自激升力矩正阻尼以及弯扭速度通过激励反馈所产生的耦合升力矩正阻尼,分别为45%和50%。可见,对于悬吊双层闭口箱梁桥面,下层断面在竖向振动气动负阻尼驱动下发生偏于竖向振动形态软颤振,下层断面软颤振诱发悬吊双层桥面振动系统整体发生弯扭耦合软颤振。     

独塔斜拉桥空间曲线钢塔柱结构性能分析

以某独塔斜拉桥的空间曲线塔为基础,利用Midas／Civil,建立空间杆系模型,进行全桥整体静力分析,确定钢塔柱、上下分肢局部以及索塔锚固区的5种最不利荷载工况,得出相应荷载和位移边界条件．再利用大型空间有限元分析软件ANSYS,建立钢塔柱三维实体模型,进行空间受力性能分析,明确钢塔柱和索塔锚固区钢板的受力性能．计算结果表明,钢塔柱的变形较小,钢塔柱、上下分肢局部及索塔锚固区的钢板应力水平均满足规范要求,结构的安全储备良好．这也说明采用双向分叉的空间曲线索塔的设计是较为合理的．     

斜拉桥独塔施工状态风载内力的风洞试验研究

基于均匀流和紊流风场中的桥我洞试验所测得的桥塔空气力静系数及塔顶抖振响应的位均方根,采用线性叠加法及有限法反演,给出设计风速塔底控制截面的顺风向静风及抖振动内。     

斜拉桥桥塔节段力学性能

基于宁波市外滩大桥桥塔节段, 采用预应力钢绞线自平衡加载方式进行1∶3.34桥塔节段缩尺模型荷载试验, 采用非线性有限元方法, 研究了考虑初始缺陷和局部屈曲的桥塔节段的传力路径、受力特性、实际承载能力和局部失稳机理。研究结果表明: 外荷载主要由主塔两外箱各板件承担, 从靠近截面突变处开始, 外箱和内箱各板的应力分别呈现递增和递减的趋势, 内箱承受的外荷载逐渐向外箱传递, 各板应力最大值均出现在截面形状突变处; 根据截面平均应力与测点应力的关系可将桥塔节段测点分成轴压、向钢箱内、外侧压弯三类; 试验得到桥塔节段的强度折减系数大于0.90, 且采用有限元分析得到节段模型的极限荷载是理论极限荷载的1.06倍; 虽然纵向加劲肋和横隔板结构能有效防止桥塔结构中加劲板件的局部屈曲, 但因截面突变处容易造成应力集中, 是最易发生局部屈曲破坏的位置, 因此, 应注意截面突变处外箱顶底板与内腹板交接附近的纵向加劲肋的设计与施工; 在极限荷载作用下, 外箱各板件在截面突变处会因局部屈曲而导致无法继续承载。     

钢管混凝土拱桥桥面平整度评价

分别采用激光连续式路面平整度仪与水准仪对福鼎桐山大桥的桥面平整度进行了测量, 采用最大熵谱法进行桥面平整度的频谱分析, 获知了使用激光连续式路面平整度仪测量的优势。对福建省内多座钢管混凝土拱桥的桥面平整度进行了采集和分析, 进一步验证了桥面平整度功率谱法与国际平整度指数法的关系方程式的正确性; 从主梁型式、主拱跨径、使用年数等方面对钢管混凝土拱桥桥面平整度进行了分析。发现桥面平整度指数随使用年数的递增呈指数形式增大, 据此提出了桥面状况与使用年数的关系式, 可简便地进行钢管混凝土拱桥桥面状况的预估。     

振动下沉桩施工对受损桥梁影响范围计算

应用计算机仿真分析法、振动理论求解法与小孔扩张理论, 结合九江大桥事故现场情况, 研究了振动桩施工对周围地基土的影响范围。采用计算机仿真分析法, 模拟振动荷载作用下地基土的横向位移, 根据位移的递减规律得出其影响范围为20 m; 根据振动理论, 考虑振动波在地基土中的衰减因素, 得出其影响范围为15 m; 利用小孔扩张理论, 研究了孔径与地基土弹塑性区范围的关系, 得出其弹性区边界, 即影响范围为23 m。3种计算方法所得安全距离范围在15~23 m, 实际施工中须综合考虑打桩速率、打桩顺序及打桩工艺等因素, 综合考虑理论计算结果、工程现场实际情况和已有的实测结果, 工程处理安全范围选用18 m。事故处理平台振动下沉桩基础施工中的振动波没有引起周边环境的进一步坍塌, 因此, 安全距离范围合理。     

高墩大跨连续刚构桥气弹模型风洞试验研究

高墩大跨连续刚构桥在施工阶段的抗风能力较弱,以三水河特大桥为工程背景,通过最大悬臂施工状态气弹模型的风洞试验,对其抗风性能就行了研究。采用1：100的缩尺模型比进行最大悬臂施工状态的颤振及驰振试验,测定颤振、驰振临界风速,据此分析评估该桥的抗风性能。风洞试验结果表明,该桥具有较好的颤振、驰振稳定性。     

松花江斜拉桥主塔承台井点降水的设计与施工

介绍了哈尔滨绕城高速公路西段松花江大桥主塔承台井点降水施工方案设计及实施情况 ,对于类似桥梁基础施工有一定的参考价值