基于风速风向联合分布的桥面侧风所致车辆事故概率性分析

采用风速概率密度函数和风向频度的乘积表示联合概率密度函数,用极大似然法和概率曲线相关系数法相结合的逐步迭代估计法估计杭州湾跨海大桥桥位处桥面高度各风向的有效最优概率分布类型及参数;利用已建立的风-汽车-桥梁系统安全性分析框架计算得到各个方向下车辆发生事故的临界风速;为了确定桥面局部风环境的状况,在同济大学TJ-3风洞中进行了杭州湾跨海大桥桥面风环境风洞试验研究,并引入等效桥面风速和影响系数以考虑桥梁结构绕流和附属构造物对行车高度处风速的影响;最后,对杭州湾跨海大桥的行车安全进行了基于风速风向的概率性分析,并研究了增设风障对行车安全的影响。结果表明:增设风障是一种非常有效的提高安全行车概率的方法;杭州湾跨海大桥全桥采用70%透风率的风障完全可以满足车辆安全行驶的要求。     

跨海长桥风致行车安全研究

基于风作用下车辆模型行驶极限状态分析获得了相应的安全行驶临界风速,应用概率统计方法建立了桥位风速统计和极值风速概率分布模型,桥面风环境测速风洞试验给出了自然风与桥面行车风环境的关系,进而评估了自然风作用下车辆不同车速条件下的桥面行驶安全性。采用上述评估方法针对杭州湾跨海大桥的研究,表明了风障措施提高桥面行车安全的有效性。     

某斜拉桥桥塔区行车风环境研究

采用数值风洞的方法,对某斜拉桥桥塔区三维流场数值模拟,通过在无监控室、无风障、有风障三种情况下桥塔区行车高度风环境的研究,结果表明:无风障时,由于受到塔柱的影响,桥塔区域各车道风速影响系数变化剧烈,且桥塔附近增大效应明显;无监控室时,风速影响系数最大值变化不大,监控室对桥塔区行车风环境影响较小;在设置风障后,风速影响系数曲线变化趋缓,桥塔附近风速影响系数突变得到有效消除。设置风障能够有效保障大风环境下行车安全。     

泰州大桥桥塔区桥面风环境改善措施分析和风障研究

以泰州大桥桥塔区桥面风环境为研究对象,针对桥面横风下的原设计方案及加设不同风障的多种情况,采用数值风洞技术进行了仿真计算与分析,得出了适用于泰州大桥的风障布置方案;通过风障障条风荷载数值模拟、风障结构风荷载作用有限元建模以及风障结构风荷载响应分析,验证了所设计的风障方案的结构安全性满足相关规范要求。     

大跨悬索桥桥面风致行车安全评价与对策

在较大的侧风作用下汽车行驶在桥面时易发生行驶偏向问题,尤其在桥塔区域,风速的剧烈变化极易导致车辆事故。本文以虎门二桥工程中的泥洲水道大跨悬索桥为背景,通过风致车辆侧偏动力响应分析和风致侧偏响应评价标准,建立了不同车速条件下代表车型的车辆侧偏安全临界风速;采用虚拟风洞针对主桥、引桥二维绕流及桥塔区桥面的三维绕流进行了模拟,提取了表征桥面风环境的风速影响系数,对设置风障前后情况的对比分析,证明了风障的有效性;通过风致侧偏安全评估给出了代表车型不同车速下的安全行车临界风速,通过风障结构措施和交通管理措施的结合,可使运营期桥面通行安全风速达到9级及以上,并建议了大桥风雨天运营安全控制标准,研究成果可为类似工程借鉴和参考。     

风障对平行梁桥面风环境的改善作用研究

现阶段山区公路混凝土单箱梁、平行箱梁的风障设置研究存在不足。本研究采用计算流体力学(CFD)中的三维大涡模拟(LES)方法,针对不同风障布置形式下的混凝土单箱梁、不等间距平行箱梁的桥面风环境进行了研究,建立了有限体积模型。研究了来风上下游侧风障对单箱梁桥面风环境的影响,发现在单箱梁来风上游侧布置的风障能够显著降低桥面风速,而在来风下游侧布置的风障则无法起到有效的挡风作用。因此,当平行箱梁间距过大时,来风下游侧的箱梁由于缺乏上游侧风障的保护,桥面风环境恶化。针对这一问题,研究了平行箱梁内侧未加装风障时的桥面风环境,计算了车道平均风速和风速折减系数。研究发现,下游侧箱梁桥面平均风速随着平行箱梁间距的增大而增大;当间距增大到一定程度后,下游侧箱梁由于进入了上游侧箱梁尾流的充分发展区,造成下游侧箱梁桥面平均风速增高、风场紊乱。进一步研究了平行箱梁内侧加装风障后的桥面风环境,发现下风侧箱梁桥面平均风速大幅减小,上游侧梁的尾流涡对下游侧箱梁桥面风环境造成的不利影响也受到了有效的抑制。综上所述,单箱梁下风侧安装的风障不能改善桥面风环境、当平行箱梁间距超过2倍梁宽时,应在平行箱梁内侧加装风障。     

基于行车安全的侧风多发区路堤风障形式研究

路堤的阻挡作用致使路堤顶面局部出现风速过大的情况,影响行车安全.为了研究适合于侧风多发区路基的合理风障形式,分别建立了不透风风障和透风式风障的有限元模型,通过计算分析得到了不同工况下的风速场.依据风速的降低程度分析了基于行车安全的风障的合理形式.研究结果表明:不透风风障和透风式风障应高于2m∶5 m高路基可以采用65％及以下空隙率风障,而对于10 m高路基可以采用75％及以下空隙率的风障;相同空隙率条件下,风障条间距的大小对风速场影响不大.     

关于桥面表面排水若干问题的探讨

桥面排水不畅会降低桥梁的通行能力,影响行车安全.在一定的行车速度下,车轮胎面与路面间积水达到某一厚度值,会导致车轮发生"飘滑现象".为了保障行车安全,桥梁排水系统应有足够的排水能力,确保桥面过水断面在行车道内的水深不至于引起车轮飘滑.就桥面行车道内过水断面水深的控制要求、连续坡桥和平桥的桥面排水系统设计和验算方法等问题进行了深入探讨.     

关于桥面表面排水若干问题的探讨

桥面排水不畅会降低桥梁的通行能力，影响行车安全。在一定的行车速度下，车轮胎面与路面间积水达到某一厚度值，会导致车轮发生“飘滑现象”。为了保障行车安全，桥梁排水系统应有足够的排水能力，确保桥面过水断面在行车道内的水深不至于引起车轮飘滑。就桥面行车道内过水断面水深的控制要求、连续坡桥和平桥的桥面排水系统设计和验算方法等问题进行了深人探讨。     

杭州湾跨海大桥风障设置风险评估

杭州湾跨海大桥跨越水域气象条件复杂,侧风对行车安全影响突出。基于公共安全风险评价指标,提出设置风障必要性的风险评估方法;在此基础上,基于对设置风障费用和收益的分析,提出备选风障方案优选风险评估方法。从而形成包括风障设置必要性、方案优选方法等的风障设置风险评估方法体系,为科学决策提供依据。     

侧风对桥面车辆转弯安全性的影响分析

针对桥面弯道处车辆的受力状况,综合考虑车辆类型、道路条件、车速和风速的影响,建立安全行车的极限平衡方程。在此基础上,结合某斜拉桥相关数据,计算不同车速下安全行车的临界风速,结果表明,安全行车临界风速随车速的增加先增加后减小,这一变化与通常认为的车速越大临界风速越小相违背。为验证悖论现象是否合理,论文研究了车速和临界风速的变化关系,并结合具体案例计算悖论现象发生时的车速分布区间,以全面理解侧风对桥面安全行车的不同影响,保障桥梁的安全运营。     

弯及制动条件下的钢筋混凝土桥柔性铺装层力学响应分析

桥面铺装是桥梁行车体系的重要组成部分,它对桥梁耐久性、保证行车安全舒适以及经济效益和社会效益有着极其重要的作用。采用通用有限元分析软件ANSYS程序对某钢筋混凝土桥面柔性铺装层进行力学分析,着重研究了转弯及制动条件下沥青混凝土铺装层的应力、应变和变形分布的变化规律,从而为减少桥面铺装层的早期病害,提高桥面铺装层的服务性能提供理论依据。     

桥面侧风对行车安全性影响的概率评价方法

针对高速公路综合管理需求,研究强风天气的大跨度桥梁行车安全性问题。在考虑风速、车型、路面条件和车速的基础上,分析了4种典型车辆的安全行车临界风速,结合桥位风速观测资料统计和桥梁结构对桥面风速的影响,建立桥面行车高度的等效风速概率模型,提出了概率评估方法,并将此方法应用于杭州湾跨海大桥和苏通长江公路大桥的桥面行车安全性分析。研究结果表明:侧滑是行车安全性的主要问题,大跨度桥塔附近的侧风影响最为严重。     

转弯及制动条件下的钢筋混凝土桥柔性铺装层力学响应分析

桥面铺装是桥梁行车体系的重要组成部分,它对桥梁耐久性、保证行车安全舒适以及经济效益和社会效益有着极其重要的作用。采用通用有限元分析软件ANSYS程序对某钢筋混凝土桥面柔性铺装层进行力学分析,着重研究了转弯及制动条件下沥青混凝土铺装层的应力、应变和变形分布的变化规律,从而为减少桥面铺装层的早期病害,提高桥面铺装层的服务性能提供理论依据。     

钢箱梁桥桥面铺装技术研究

桥面铺装是桥梁行车体系的重要组成部分,其质量好坏和使用耐久性直接影响行车的安全性、舒适性、桥梁耐久性及投资效应.文中通过对3种桥面铺装方案和4种防水体系的性能研究,建立4种桥面铺装组合结构方案并进行性能、经济、施工条件等比较,选择经济、合理的铺装方案,为实体工程施工提供质量保障.     

力洋港大桥桥面行车风环境风洞试验研究

通过风洞试验研究了在设置防撞栏和风障两种情况下力洋港大桥桥面风速分布情况。试验结果表明,在设置了风障后,消除了桥面2~4.5 m高度范围内桥面高风速区,有效降低了桥面侧向风速,使得大桥桥面具有了比其接线高速公路更为优良的侧风行车安全性。     

冰雪环境下车桥动力相互作用分析

为了保障冰雪环境下公路桥面的行车安全性,通过试验测试与仿真计算相结合的方法研究了车轮与桥面间摩擦系数对车桥之间动力相互作用的影响,对积雪桥面、结冰桥面、冰水桥面及沥青桥面等4种不同状况下车轮与桥面之间的摩擦系数进行了测试。以某斜拉桥为工程背景,利用ANSYS建立了桥梁的有限元模型,结合试验数据,采用全过程迭代的方法计算了冰雪环境下不同桥面条件下车辆与桥面间的动力相互作用。结果表明,摩擦系数对车辆的侧滑力影响较大,结冰桥面更容易导致车辆发生侧滑事故。     

连续刚构桥沥青混凝土桥面铺装线性受力特性

在连续刚构桥施工时,沥青混凝土铺装层是非常重要的桥面行车体系,面层的受力在普通路面结构存在一定的差异,如果处理措施不当,很容易造成病害。当前,在设计桥梁结构时,只是将沥青混凝土铺装层作为构造层来进行考虑,并且对阻尼因素、车速、超载等因素的影响考虑不够全面。为了保证桥梁结构安全运营,需要分析连续刚构桥沥青混凝土桥面铺装线性受力特征。文章以实际工程为例,通过建立整体有限元模型,对连续刚构桥沥青混凝土桥面铺装线形受力特点进行了分析,保证了连续刚构桥沥青混凝土桥面铺装层的结构安全。     

润扬大桥钢桥面铺装层力学分析

桥面铺装是桥梁行车体系的重要组成部分，它对桥梁耐久性，保证行车安全，舒适度以及经济效益和社会效益有着极其重要的作用，是大跨径钢桥建设中的一项关键技术，该项技术也是大跨径钢桥建设的世界性难题。本文采用通用有限元分析软件SAP93程序对润扬大桥钢桥面铺装层进行力学分析，研究了沥青混凝土铺装层的应力，应变和变形分布的变化规律，根据分析结果，提出润扬大桥及类似大桥钢桥面铺装的设计指标。     

桥墩附近桥面局部风环境数值研究

桥墩的存在改变了主梁的空气绕流特征,容易使桥面形成局部风场,可能导致桥上运行车辆气动力的突然变化而直接威胁行车安全。然而,目前对于桥墩影响下桥面的局部风环境少有研究。为探明桥墩影响下桥面的局部风场特性,本研究以数值模拟方为基础开展了研究。以某跨海大桥桥墩—主梁侧风绕流为对象,采用CFD数值分析方法建立模型,探究桥墩附近桥面不同行车道上局部风环境特征,通过有无风屏障的模拟分析风屏障对桥面风环境突变效应的影响,考察了桥墩影响下桥面局部风场沿桥轴向的变化。通过与风洞试验结果进行对比,验证了所采用数值模型及计算方法的准确性。通过不同风速条件确定了雷诺数对有无风屏障下桥面风场的影响,以桥墩-主梁绕流的流线明确了局部风场特征,采用风速变化率量化桥墩影响下桥面风环境的突变效应。分析表明:对于所采用的桥墩-主梁对象与风屏障,桥面风环境对雷诺数不敏感;桥墩的出现导致了桥面出现大的漩涡与分离流动从而形成了桥面局部风场,使得车辆高度范围内迎风侧车道风速总体大于背风侧车道;桥墩沿桥轴向对桥面局部风场的影响随车道与高度的不同而存在差异,背风侧车道受影响高度大于迎风侧车道;风屏障弱化了风速在桥墩附近的突变效应,有利于桥面行车安全。