大跨度桥梁结构气动耦合直接颤振分析

基于结构的有限元全物理模型，提出了用于分析大跨度桥梁耦合颤振的直接分析方法。将系统的气动运动控制方程转化成广义特征值问题，为求解大型稀疏矩阵对的部分特征值和特征向量，介绍了一种高效的同时迭代方法，由于只需进行单参数的搜索过程且计算效率较高，用该方法分析了实际大跨度桥梁颤振问题是合适的，此外，对具有理想平板截面的简支梁结构和江阴长江大桥进行了直接颤振分析，证实了此方法的可靠性和有效性。     

不同主梁断面形状的大跨度桥梁颤振机理研究

基于线性颤振分析理论，考虑结构的动力特性和作用在结构上的气动力随风速以及结构变形的非线性变化因素，提出了大跨度桥梁的三维非线性颤振分析方法。运用该方法对具有流线型和钝体主梁断面的大跨度桥梁进行了各项非线性颤振分析，揭示了不同主梁断面形状大跨度桥梁颤振形态的内在本质和区别以及颤振发生的机理。     

不确定气动干扰效应影响下并列大跨度桥梁颤振导数识别方法

将处于自然风中一前一后并列布置的大跨度桥梁相互之间可能存在的不确定相互气动干扰处理成随机气动干扰,并归入到紊流风随机激励中,采用基于模态参数识别的随机子空间识别方法,开发了桥梁断面颤振导数识别的专用程序,并以具有理论解的Theodorsen平板为例,通过系统响应数值仿真和颤振导数识别,验证了该方法的可靠性。针对实际大跨度桥梁,设计了并列节段模型试验悬挂系统,开展了紊流风和随机气动干扰效应下的并列大跨度桥梁节段模型风洞试验,将迎风、背风侧桥梁断面的颤振导数结果与均匀流、紊流风中单个桥梁断面颤振导数值进行了对比。结果表明:背风侧桥梁对迎风侧桥梁的颤振导数影响很小,而迎风侧桥梁对背风侧桥梁的颤振导数有较大影响;该研究方法为存在这种随机气动干扰的并列大跨度桥梁颤振导数识别提供了一个较为合理的途径。     

大跨桥梁颤振分析理论研究进展

随着悬索桥跨径朝向2 000 m级发展，由大攻角和大振幅引起的结构非线性和气动力非线性影响突出，颤振设计面临着前所未有的挑战。传统的桥梁颤振计算理论及方法已无法满足大跨度及超大跨度桥梁的抗风设计需求，亟需发展桥梁非线性颤振计算理论与方法。在扼要回顾线性颤振理论研究成果的基础上，对近年国内外关于桥梁非线性颤振的研究进展及主要成果进行了总结，介绍了非线性自激气动力的研究成果和几种典型的非线性自激气动力模型，并根据桥梁断面气动力随振幅变化的非线性特性，重点介绍了2种不同类型的非线性耦合颤振计算方法，其有效性和准确性均通过风洞试验进行了验证。需要指出的是，气动力的振幅依存性是大跨度桥梁颤振后状态研究的关键所在，尤其是计入耦合效应的高次谐波气动力的振幅依存性。基于目前的研究进展，确定了三维和多模态非线性颤振计算方法，任意运动及紊流下非线性气动力建模和非线性颤抖振理论，以及如何科学制定"软颤振"的评价标准是未来需要重点开展的几项工作。     

附属设施对桥梁颤振临界风速的影响

该文旨在研究桥梁栏杆和行人观光通道两类附属设施对颤振临界风速的影响.首先介绍了颤振分析的方法;然后基于强迫振动法识别的颤振导数,分析了两类附属设施对颤振导数的影响作用;最后通过二维颤振分析研究了两类附属设施对典型桥梁颤振临界风速和颤振能量分配比例的影响.结果 表明:钝体边主梁断面斜拉桥增加桥面不透风混凝土防撞护栏后颤振...     

拉条模型风洞试验测量桥梁颤振导数的理论与方法

颤振导数的测量在桥梁抗风设计中占有非常重要的地位，是预测桥梁颤振稳定性和计算抖振力的基础，其通常通过节段模型试验模拟主梁振动折减频率进行模态识别而得到的。本文讨论了通过拉条模型试验，用自由振动法测量颤振导数的理论过程，并探讨在全桥模型中使用自由振动法测量颤振导数的可行性。     

桥梁颤振导数识别及颤振分析的不确定性研究

由于风洞试验和理论模型的各种不确定性，通过风洞试验获得的颤振导数及相应的颤振临界风速存在不确定性。为了量化这些不确定性，提出了一种创新的近似贝叶斯方法。该方法通过抽样和模拟来近似表达似然函数，从而实现颤振导数的准确识别和不确定性量化。同时，还研究了颤振导数不确定性在颤振分析中的传播情况。采用子集模拟技术与近似贝叶斯方法相结合，以提高参数后验样本的抽样效率。该方法不仅能够获得颤振导数和颤振临界风速的最优估计，还能获得其后验概率分布。通过理想平板数值模拟和实桥主梁断面风洞试验，验证了该方法的有效性，并将其与传统最小二乘法进行了比较。研究结果显示：该方法得到的颤振导数最优估计与最小二乘法结果非常接近；在低风速下，所有导数的不确定性都较小，而在中高风速情况下，大多数导数都具有较大的不确定性，尤其是接近颤振临界风速时，所有导数的不确定性均较大；颤振导数的不确定性会在颤振分析中传播，导致颤振临界风速也存在较大的不确定性。所提出的近似贝叶斯方法能够准确识别颤振导数，并量化其不确定性，从而实现桥梁颤振性能的概率性评价；为桥梁颤振分析提供了新的思路，为确保桥梁的抗风安全提供了有力支持。     

部分斜拉桥动力特性及颤振稳定性分析

部分斜拉桥是一种新型桥梁,其整体刚度比常规梁式桥要小,颤振问题比梁式桥可能突出,为了解该类桥梁的颤振稳定性,以海南某项目大桥主桥为背景,开展数值分析研究。采用有限元软件ANSYS建立该桥模型,对该桥成桥状态及最大双悬臂状态的动力特性、颤振稳定性进行了分析。分析结果表明,该桥无论是在成桥状态还是在最大双悬臂状态下,颤振临界风速都远高于颤振检验风速,具有足够的安全性。     

桥梁风险评估方法与发展研究

桥梁在其生命过程的每时每刻都面临着风险,为了解并正确评价这些风险,该文对目前桥梁风险评价的方法和发展作了简要的总结。首先列举了桥梁发生的灾害事故及桥梁在各个生命阶段可能遇到的各类风险;介绍了目前国内外桥梁风险评价的发展状况;总结了目前对桥梁进行风险评价的方法;最后对桥梁风险评价的发展方向进行了展望。     

缆索承重桥梁空气静力失稳与动力失稳(颤振)的比较

通过对缆索承重桥梁空气静力失稳与动力失稳（颤振）进行的比较分析，指明了在何种条件下静力失稳会提前于动力失稳（颤振）前发生，为今后进行桥梁的抗风设计提供参考。     

公路桥隧工程风险评估

基于多年的相关研究,阐述了大跨径公路混凝土桥梁安全风险评估的技术体系,并对桥隧工程风险评估阶段的划分、评估方法、评估流程、评估标准等关键技术进行了分析研究。同时对基础理论和评估方法中若干关键问题进行了深入研究和讨论,优化补充评估体系,从而形成新的可操作性强的工程应用方法,对桥隧工程中常见的安全风险问题形成相对稳定、合理的评估流程,完善基本的评估模型,以提高工程安全风险评估的效率和水平。最后,选取一座特大桥梁和一座特长隧道作为案例,说明评估流程、方法、评估标准的实际应用过程。     

基于ALARP的桥梁风险矩阵决策方法研究

通过对各种风险改善措施的效益进行分析,确定最优的方案,是桥梁工程中的风险评价和风险决策中常常遇到的问题。研究表明：当用于改善安全的资金达到一定程度时,会出现资金投入对风险控制的边际效应。采用决策论的理论和方法,结合风险矩阵和 ALARP准则,形成基于 ALARP 的桥梁风险矩阵决策方法。该方法不仅反映决策者的风险态度,也为基本的风险对策制定提供了依据。     

港珠澳大桥桥梁工程施工图设计阶段安全风险评估

针对港珠澳大桥桥梁工程施工图设计阶段安全风险评估工作,详细介绍了桥梁工程安全风险评估工作的背景、目的、范围、评估流程与方法.以青州航道桥为例,首先采用检查表法、风险辨识树状图法进行风险源辨识;其次,从建设条件、结构设计、施工技术和运营管理方面进行风险归类,并采用专家调查法确定工程单个风险源风险等级;再次,采用层次分析法结合群组决策,逐层求得青州航道桥工程总体安全风险等级;最后,针对筛选出的主要风险源提出风险控制对策建议.     

大跨径悬带桥颤振特性研究

借助一种三维颤振分析方法,分析一座主跨618 m悬带桥的三维颤振性能,并与相同跨径的悬索桥进行对比,进一步探讨悬带桥的多模态参与效应、侧向自激力效应及节段模型试验的模态选取等问题;同时还对悬带桥进行多种组合下的两模态二维颤振分析及节段模型风洞试验.研究结果表明:与悬索桥的扭转模态颤振驱动机制不同,悬带桥的颤振由侧向-扭...     

大跨连续刚构桥施工期间地震风险分析

根据以往地震后桥梁震害调查情况及连续刚构桥的施工特点,给出了施工期间不同等级地震作用下可能发生的风险事件。依据桥梁的抗震设防要求、施工特点以及结构性能,推断出地震发生的概率及其等级。针对施工期间地震发生时可能造成的损失,从经济损失、人员伤亡、工期延误、环境影响四个方面进行了考虑。然后根据风险发生概率及其对应的损失确定风险级别,并做出相应的决策。最后,应用所建立的分析方法对北山连续刚构桥进行了施工期间地震风险的分析和评价。     

大吨位T形刚构桥转体施工风险评估与对策研究

大吨位T形刚构转体桥施工作业技术难度大,不确定因素多,对其施工过程展开风险评估研究非常必要。根据风险评估与管理理论,利用综合识别法识别出转体过程中的施工风险因素,并对转体过程的主要风险源进行风险评估,提出相应施工风险控制对策,为今后类似桥梁施工管理及风险评估提供借鉴。     

特大型桥梁工程技术风险分析与管理

介绍了技术风险的识别与评估方法。结合国内某特大型桥梁工程实例,探讨技术风险管理方法,并绘出特大型桥梁工程的技术风险管理流程。     

桥梁工程施工风险综合识别与评估方法

风险评估方法种类繁多,且各有优缺点,单一的方法无法满足实际的需求.根据桥梁工程施工的特点,提出了事故总结、结构分析、现场调研和专家调查四种方法相结合的桥梁施工风险综合识别方法,以及提出基于分级评判的桥梁施工风险综合评估方法.提出的桥梁施工风险综合识别与评估方法具有较强的实用性和有效性,可供桥梁工程施工风险评估参考.     

大攻角下超大跨度斜拉桥颤振性能节段模型风洞试验

为了研究一座1 400 m跨径流线型闭口箱梁断面斜拉桥的颤振性能,根据其风致静力失稳或颤振前主梁最大有效风攻角已接近±10°的特点,通过弹簧悬挂节段模型试验,开展了大攻角下桥梁颤振性能研究。试验发现,在4°~10°风攻角下,高风速时模型均出现了弯扭耦合程度较弱的自限幅非线性颤振现象;而在其他攻角下,高风速时模型则表现为常规的发散型弯扭耦合颤振。研究发现,经典的线性颤振理论无法适用于研究试验中大攻角下出现的非线性颤振现象。因此,采用了一种简化的非线性半经验数学模型来表示非线性颤振中的自激扭矩,并从试验模型颤振位移时程中识别得到了模型参数。基于这一非线性自激力模型,通过试验测得的位移信号来构造自激扭矩时程,再利用自激扭矩的做功时程来识别各个气动参数。之后,利用其中的部分气动参数构造气动阻尼,并基于结构阻尼系数与气动线性阻尼系数之和为零的判断条件,提出了一种针对非线性颤振现象的临界风速确定方法,同时将线性和非线性颤振的起振判断条件进行了很好的统一。研究结果表明,利用这一方法求得的颤振临界风速与风洞试验中出现的现象基本吻合。     

灾害天气下大型桥梁运营风险分析

为了量化大型桥梁灾害天气下的运营风险,提出了1种风险分析模型。抽样调查数据经统计分析后得出:(1)灾害天气包括,冰、雾、雪、冰雹、暴雨、风;(2)交通拥堵作为风险评判指标;(3)大桥运营风险影响因素包括,灾害天气的种类、等级、持续时间、空间连续性、以及节假日、时段、车型比例等。在此基础上,应用调查数据建立了模糊层次分析模型(fuzzy analytic hierarchy process ,Fuzzy-AHP)。该方法可以在客观数据缺失的情况下得出大桥运营风险结果和风险发生的概率,为大桥管理者制定合适的应急预案提供依据。最后利用苏通大桥运营情况验证了模型的有效性。