反向芬克式桁架人行桥受力分析

杭州运河新城单元人行桥为15.9 m+150 m+15.9 m反向芬克式桁架桥,主跨目前居同类型桥梁世界第一。该桥结构高效新颖、造型简洁轻巧、景观效应突出、力学特性合理。主要阐述其设计特点、各阶段内力分析与主要计算成果,以期为以后类似工程借鉴和参考。     

单跨大跨径反向芬克式桁架人行桥施工关键技术研究

杭州运河新城单元反向芬克式桁架人行桥跨径大,受力情况复杂,索力调整繁琐。施工设计时,将施工阶段划分为斜拉悬索体系施工、体系转换施工和反向芬克体系施工,同时采用MIDAS Civil2021软件进行施工过程中的索力计算和内应力分析,并采用BIM技术对计算结果进行模拟仿真,为施工过程提供科学的分析和决策依据。杭州运河新城单元反向芬克式桁架人行桥作为世界上主梁单跨跨径最大的人行桥梁,在国内没有先例工程可借鉴,尤其是工程位于浙江多台风地区,更增加了施工难度。因此,本工程在施工阶段严格按照合理索力模型和环境参数进行结构静力分析和最大悬臂状态计算,并采用增设抗风缆等措施。实践表明,基于MIDAS Civil2021软件和三维建模BIM技术的三体系施工关键技术保障了工程施工的顺利进行,为同类型桥梁施工提供了很好的借鉴,也为世界上反向芬克式桁架桥设计和施工积累了经验。     

杭州市运河主跨145m人行桥反向芬克式桁架方案技术可行性论证

杭州市运河人行桥采用22.5 m+145 m+22.5 m反向芬克式桁架桥,该桥以其科学合理的力学特性、外形纤细、新颖优美的结构型式而得到市民的广泛赞誉,阐述其设计特点、内力分析与主要计算成果并简要介绍了施工要点.     

大跨度分离式高墩连续刚构抗风性能研究

以一座山区分离式大跨度高墩连续刚构桥为例,通过对其成桥和施工状态的动力特性的特点、气动弹性模型的设计、风洞试验结果和减振措施的介绍,讨论了这类桥梁的抗风性能.     

峡谷底斜拉桥抗风性能改善试验研究

采用节段模型风洞试验的方法对某峡谷底斜拉桥---西藏迫龙沟斜拉桥的抗风性能进行了改善研究。首先,借助于地形风洞试验结果获得了桥位处风攻角和风偏角大小,并确定了大桥颤振检验风速和颤振试验的风攻角范围;然后,考察了大桥原方案的颤振稳定性并通过气动措施改善了原方案的颤振性能;最后检验了施加气动措施前后大桥涡激共振特性。研究结果表明：峡谷底大跨度桥梁的设计基准高度可参照桥面高度确定,但有必要进行地形试验确定桥位处风攻角和风偏角的实际情况;迫龙沟大桥颤振稳定性出现了＆#177;3＆#176;和0＆#176;风攻角下满足要求而5＆#176;风攻角下不满足要求的现象,因此峡谷底大跨度桥梁颤振稳定性检验只进行《规范》建议的风攻角试验可能存在安全隐患;颤振性能改善措施选取时,应考虑斜风的不利影响,确保大桥有足够的颤振稳定性安全储备。     

浏阳河大桥的抗风性能风洞试验研究

本文通过风洞对长沙市洪山庙浏阳河大桥主桥进行了抗风性能研究，研究表明对于单边索塔单索面斜拉桥，桥塔纵弯与主梁竖弯振型有较强的耦合作用，桥塔的抖振响应应引起重视。     

山区峡谷大跨度人行悬索桥抗风性能试验研究

为研究山区峡谷大跨度人行悬索桥的抗风性能,以一座跨度为389 m的人行悬索桥为背景开展风洞试验研究。首先采用地形模型风洞试验获得加劲梁设计基准风速、静阵风风速和颤振检验风速;然后采用节段模型测力风洞试验测得加劲梁气动力系数随风攻角的变化规律,采用节段模型测振风洞试验测得加劲梁在风荷载作用下的竖向位移根方差及扭转角根方差,以分析加劲梁的涡振特性和颤振稳定性。结果表明：随着风攻角由-10°变化到10°,加劲梁的阻力系数先减小后增大,升力系数明显增大,扭矩系数缓慢增大;加劲梁在+3°和+5°风攻角下均发生了扭转涡振和软颤振现象,但涡振的起始风速均大于设计基准风速,颤振临界风速均大于颤振检验风速,表明该桥具有较好的涡振性能和颤振稳定性。     

港口拱桁式钢管人行桥的设计

港口拱桁式钢管人行桥是港口工程中的一种新颖桥梁结构,其具有跨越能力大、造型优美,以及工程造价低等优点。由于此类钢人行桥具有桥梁工程及港口工程的双重特性,故其结构设计亦有与传统结构不同的独特性。     

调顺跨海特大桥桥塔牌匾抗风性能研究

调顺跨海特大桥主桥为(147.5+296+147.5)m钢箱组合梁斜拉桥,门形桥塔高134.916 m,塔顶设高约13 m装饰性牌匾,牌匾左、右侧各设置9道竖向装饰立柱.立柱为气动外形较钝的柔性结构,为确保桥塔牌匾在运营期的抗风安全性,首先采用有限元法分析牌匾的动力特性,然后进行缩尺比1:10的牌匾气动弹性模型风洞试验...     

大跨度桥梁抗风设计常用气动措施分析

为提高大跨度桥梁的抗风性能,对该类桥梁抑制涡激共振和提高颤振稳定性的常用气动措施及其机理进行初步分析。桥梁涡激共振和颤振稳定性与旋涡的产生和漂移有关,因此气动优化的一般原则是改善结构迎风面和背风面的气动外形以延缓或避免流动分离、减小分离涡尺度、阻碍旋涡漂移路径。抑制桥梁涡激振动一般采用设置倒角、安装风嘴和优化风嘴形状、安装导流板等气动措施;提高桥梁颤振稳定性一般采用安装风嘴和优化风嘴形状、安装稳定板和气动翼板等气动措施。研究表明采用气动措施后,大跨度桥梁的气动性能得到改善。     

赣州大桥结构抗风性能数值模拟研究

以赣州大桥为工程背景,进行了桥位处风参数分析、结构动力特性分析、主梁静气动力参数数值模拟研究、塔桥静气动力参数、主梁气弹参数数值模拟研究以及各类风载分析计算.通过分析,验证了赣州大桥的抗风性能满足设计要求.     

三塔双跨叠合梁斜拉桥抗风性能研究

叠合梁断面为典型钝体截面,容易出现气动不稳定问题。为研究三塔叠合梁斜拉桥的抗风性能,以某三塔双跨叠合梁斜拉桥为例,通过有限元软件建立桥梁成桥状态和最大双悬臂施工状态有限元模型,计算分析其动力特性,再进行节段模型风洞试验研究桥梁在-5°、-3°、0°、+3°和+5°风攻角下的颤振稳定性和涡激振动性能。研究结果表明:该三塔双跨斜拉桥颤振临界风速大于颤振检验风速,具有良好的颤振稳定性;成桥状态出现了较为明显的涡激振动现象,在低风速区涡激振动幅值小于规范允许值;虽然在高风速区涡激振动幅值超过了规范允许值,但是出现概率很低,对桥梁安全和使用性能不会造成明显影响;施工状态涡激振动幅值远低于规范限制,涡振性能良好。     

龙门式双主梁架桥机施工抗风性能研究

为明确强风环境下架桥机的抗风性能,以龙门式双主梁架桥机为对象,利用ANSYS软件建模,采用有限元方法计算分析了不同风速下架桥机的整体稳定性,重点考察了架桥机在不同工作状态时结构由水平和竖向风荷载引起的反力,进而分析了架桥机整体的抗滑移性能和抗倾覆性能。结果表明:为确保架桥机在大风区的施工安全性,应该采取必要的防风措施,提出了在墩顶预埋钢筋与架桥机前支腿临时锚固、起重小车起吊适当重量等实用措施。     

新型大跨度自锚式悬索桥节段模型涡激共振对比研究

以我国东南沿海台风多发区2座大跨度自锚式悬索桥为工程背景,运用节段模型风洞试验技术,采用l:80加劲梁节段模型研究了2座桥的涡激共振响应,包括-50、-30、00、 30、 50五种风攻角,2种不同施工状态的共20个试验工况,综合分析了大跨度自锚式悬索桥在无任何附加措施情况下抵抗涡激振动的性能.     

大跨度斜拉桥桥塔自立状态抗风性能试验研究

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938m的全飘浮体系斜拉桥,桥塔高度超过270m。为了检验桥塔在施工阶段的抗风安全性,采用ANSYS软件分析该桥北塔结构动力特性,并制作缩尺比为1∶100的自立北塔气动弹性模型进行风洞试验,研究桥塔自立状态在均匀流场、紊流场中的涡振和驰振响应,以及在紊流场中的抖振响应。结果表明:桥塔自立状态在均匀流场中检验风速范围内仅发生了微小的涡振,未发生驰振现象;在紊流场中检验风速范围内桥塔未发生明显的涡振、驰振等现象;在紊流场中施工阶段设计基准风速作用下,桥塔顺桥向抖振位移远大于横桥向抖振位移,当风向角为15°及60°～75°时,桥塔塔顶顺桥向抖振位移均方根最大,为62～67mm,不影响桥塔施工安全。     

大跨度自锚式悬索桥钢-STC组合桥面箱形加劲梁抗风性能试验研究

以株洲枫溪大桥为工程背景,采用有限元计算和节段模型试验相结合的方法,研究大跨度自锚式悬索桥STC组合桥面钢箱加劲梁的抗风性能。研究结果表明:钢-STC组合桥面箱形加劲梁结构在-3°、0°及+3°的3种风攻角下,颤振临界风速均远高于桥位处检验风速,设计方案满足颤振稳定性要求,且有较大富余度。成桥状态下的原型断面在+3°攻角下出现了11.1~16.7 m/s与22.7~33.4 m/s两个竖弯涡振区,其中在第二个竖弯涡振区,其峰值振幅0.188 m超过规范允许值。通过对截面进行局部优化后,涡振均在规范允许值以内。节段模型测力风洞试验基于风攻角为-12°至12°范围内变化,研究了加劲梁断面的静力三分力系数的变化规律。大跨度自锚式悬索桥的钢-STC组合桥面宽幅箱形加劲梁的抗风性能试验研究为类似桥梁的设计提供依据和参考。     

桥梁气动外形改变对大跨桁梁桥抗风性能影响研究

随着交通业及旅游业的发展,近年来不断出现桥梁在满足其交通运输功能的前提下同时开发诸如旅游等方面的其他可利用功能,导致结构气动外形及透风率发生显著变化。该文以某主跨1 088 m的双塔单跨钢桁架悬索桥为背景,通过全桥气弹模型风洞试验对其抗风性能进行重新评估,在研究结构抗风稳定性的前提下评估行人舒适度问题。结果表明：基于景区开发的桥梁气动外形改变前后结构动力特性几乎不变,且均未发生涡激振动及颤振等空气动力失稳;气动外形改变后结构横向及竖向的静风位移响应明显增大,在扭转方向二者存在一定差异但没有显著的规律性;基于景区开发的桥梁气动外形改变导致结构竖向抖振响应减小,但横向及扭转抖振响应均显著增大,经计算,结构舒适度满足设计要求。     

大跨度桥梁超宽分体三箱梁抗风性能及控制措施研究

为研究超宽分体三箱梁的涡激振动特性及其抑振措施,以梁宽68m的大跨斜拉-悬索协作体系公铁两用大桥为工程背景,采用缩尺比为1∶30的大比例节段模型进行风洞试验,研究主梁的涡振性能以及不同形式风屏障、桥梁附属设施对其影响和设置槽间开孔盖板的气动措施对其改善效果。研究结果表明:施工状态主梁断面没有出现明显涡振现象,主梁风屏障采用不规则开孔形式时的涡振性能优于等效栏杆形式;成桥状态主梁断面出现涡振现象,公路内侧栏杆对其涡振性能影响较大;通过施加30%透风率的错位圆孔槽间开孔盖板的气动优化措施可有效改善主梁涡振性能,优化后主梁无明显竖弯涡振现象,扭转位移振幅为0.07°,降低90%,同时断面具有优越的颤振性能,在此条件下随阻尼比的增加主梁涡振振幅明显降低,当扭转阻尼比增加至0.47%时主梁不出现涡振现象。     

悬索桥吊索高阶涡激振动及摆锤式MTMD减振技术研究

为了解大跨度悬索桥吊索出现的大幅高频振动现象,并进行减振,以国内某主跨1688 m的悬索桥为背景(最长吊索长184.6 m),基于理论方法和施工期吊索大幅高频振动实测结果,分析吊索的振动类型及参数(频率、阻尼比);提出一种摆锤式多重调谐质量阻尼器(MTMD,其由一定形状的锤头提供质量参数,由钢绞线提供刚度及阻尼参数),采用有限元和室内试验的方法,分析其振动特性,并进行实桥验证。结果表明:该桥吊索振动频率范围为5~25 Hz,阻尼比低,单个吊点的多根吊索易发生同相位的高阶涡激振动;摆锤式MTMD单个锤头具有2个控制主频,自身阻尼比约10%,具有位移放大作用,对高频振动的响应灵敏,在很宽的频率范围内具有很好的减振性能;摆锤式MTMD可有效增加吊索自身阻尼比,控制吊索高阶涡激振动,实测减振效果达到90%以上,具有很好的实用性。     

基于自适应信息遗传算法的路面模量反算研究

近年来,根据FWD实测弯沉盆来反算各层路面结构模量的技术在路面结构的质量评价中广为应用。如何利用FWD反算路面模量也相应成为各方研究的热点。在本文中,作者针对于模量反算中,目标函数在最优值附近表现为大片狭长平坦区域的特点,提出了一类反算新算法——自适应信息遗传算法,提出了根据信息量大小来决定算法是否进行自适应细分模量解空间的机制,以缩小算法后期反算中的搜索空间。此外,本文还改进了实数交叉算子,使用了新的探险策略,从而加强了新算法后期的局部搜索能力。随后的工程实例表明,这新机制、新策略的引入,能够在保持较高反算精度的前提条件下,大大提高模量反算的求解效率,从而更加有利于模量反算的工程实际应用。