大跨度桥梁非线性颤振和抖振时程分析

在前人研究的基础上提出了统一的颤振和抖振分析方法。该方法以非线性有限元的直接积分法为基础，在研究中具体解决了随机风速场的模拟、耦合自激力的时域计算和统一的颤抖振时程分析流程等关键问题，考虑了结构的几何非线性和有效攻角效应。本文的研究纠正了过去时程分析方法不能同时处理颤振和抖振的理论缺陷。本文还通过所编制的软件的计算实例验证了方法的正确性和可行性。     

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。     

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。     

改善大跨度桥梁抗风稳定性的建议

研究空气动力扰流板对悬索桥抗风稳定性的影响。文中对９座悬索桥，其中包括假设的３０００ｍ跨度悬悬索桥进行了分析。针对每座桥梁利用多模事的算法进行颤振风速计算，计算中采用了设和未设扰流板的不同的气动横截面。     

大跨度桥梁抖振响应的直接估算方法

大跨度桥梁结构抖振响应的预测主要通过全桥气弹模型抖振响应试验和基于节段模型试验识别气动参数的理论计算2种方法。但由于试验中大气边界层湍流特性的模拟与实际存在一定的偏差,因此无法准确估计实际桥梁结构的抖振响应。为解决实际大跨度桥梁结构抖振响应预测的精度问题,在片条假设成立的条件下,通过数学推导提出了综合传递函数的概念。该函数是气动导纳函数和考虑了自激力的机械导纳函数的组合,其将湍流的脉动特性与由湍流引起的桥梁结构的抖振响应直接联系在一起,并基于此提出了一种预测大跨度桥梁抖振响应的直接计算方法。以坝陵河大跨度悬索桥为例,在两不同风场中分别进行全桥气弹模型风洞试验,通过模型抖振响应及模拟风场测量的试验结果识别两不同风场中的综合传递函数,发现二者结果几乎一致。理论及试验分析表明：对于展宽比较大的大跨度桥梁结构,综合传递函数仅与结构固有特性及参数有关,与风场特性无关;基于综合传递函数获得抖振响应的方法省略了传统分析方法中气动参数的识别及抖振力的计算,可通过测得实桥桥址处的湍流特性,利用风洞试验中识别的综合传递函数直接计算获得实桥准确的抖振响应。最后通过算例给出了综合传递函数的应用方法,为大跨度桥梁抖振响应的准确预测提供了方法,并可为节段模型试验直接预测实桥抖振响应提供思路。     

大跨度桥梁颤、抖振分析:有限元及随机参数激励解

开发了分析大跨度桥颤振失稳、抖振响应及其之间相互影响的有限元程序。在随机参数激励(RPE)分析中采用颤振导数代替以前研究人员使用的指数函数,这使有限元的求解成为可能,并使RPE分析比以前节省时间。使用该有限元程序,多个模态可以很容易地包括在颤、抖振的分析中。在颤振分析中,用户可以选择RPE方法或特征值方法;在抖振分析中,可以选择RPE或谱分析法。     

大跨度桥梁抖振有限元分析

基于Ｓｃａｎｌａｎ教授的大跨度桥梁抖振分析理论，引入空间梁单元的位移插值函数及拉盖尔高斯积分法，提出了了一套抖振有限元分析方法，该法还可直接用振型函数来计算抖振内力。     

用双频率调质阻尼器抑制桥梁风振响应的分析及设计

针对桥梁结构同时具有竖弯和扭转风激响应的特点,提出用双调制频率的调质阻尼器抑制桥梁风振响应,给出了建议的分析步骤和设计方法.     

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。     

利用摆式动态吸振器改善大跨度悬索桥的抗风稳定性

空气动力学稳定性是超长跨桥设计中最重要的性能之一。论述了摆式动态吸振器（TPD）对桥梁颤振的影响，并叙述有关TPD有效性的分析和试验研究结果。对二维桥梁模型进行了颤振分析和风洞试验。与未装TPD的桥梁相比，采用质量比5％、最佳频率和衰减比的TPD时，颤振风速增加20％－30％。     

关于大跨度轻量化桥梁检测车的研究

桥梁检测车是在二类底盘基础上加装专用装置的特殊专用车辆,用于桥梁的检测及加固时提供作业平台。受GB/1859车辆总重的要求,车辆不能超重,同时要满足双向八车道及十车道的宽度要求以及人行道较宽的要求,估开发了轻量化大跨度22m桥梁检测车。     

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。     

大跨度桥梁施工关键技术

近年来,随着我国国力的不断增强,以苏通大桥、朝天门大桥、泰州大桥为代表的超大跨度的各种结构型式的世界级长大桥梁相继建成或开工建设,使得我国的桥梁施工技术得到了长足发展.本文以笔者多年直接参与多座大跨度桥梁的施工技术的研究和决策经验,对斜拉桥、悬索桥和拱桥等几种结构形式大跨度桥梁的主要施工关键技术重点和难点进行了阐述.     

大跨度桥梁风障的设计、研究及应用

过去10年里，在高风速条件下对桥梁的限制使用和桥上车辆倾覆的报道逐的增加。虽然如此，但设计者可得到的用于减小风对结构不利影响的数据却非常少。最近，英国的两座大跨度桥梁文桥和伊丽莎白女王Ⅱ桥为减小风的影响而设置了风障，而塞文二桥采用了连续风障，并通过风洞试验确定了桥梁和车辆的其它细部构造。列举了一些桥梁风障的实例，详细介绍了其设计与应用。     

MSS62.5移动模架造桥机风洞试验及抗风分析

针对目前国内外对移动模架造桥机的抗风性能研究较少这一现状，基于珠江黄埔大桥MSS62．5移动模架造桥机在实际工作中3种最不利状态进行的风洞试验研究，得出其在均匀流场中的涡振、颤振均未发生．给出其抖振振幅随风速改变的变化规律。为移动模架造桥机施工过程中抗风安全性提供了理论保障．可为其他大型移动模架造桥机抗风特性提供参考。     

大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术

根据有限元理论计算和施工过程中对主梁挠度和线形的测量，使用人工神经网络等控制理论进行高程偏差调整和预测，综合确定主梁施工预拱度，借肋预埋钢弦传感元件，测试主梁混凝土应变，分析测试应变中温度等诸多影响因素，确定实际结构的真实动力，为大跨度预应力混凝土桥梁的安全施工和合理成桥状态提供技术依据。     

大跨度桥梁非线性分析

随着桥梁跨度的增大,由空气力作用产生的大变形将对大跨度桥梁的空气静力和动力行为(颤振)产生不容忽视的非线性效应.文中对大跨度桥梁的静力和动力非线性进行分析.     

雷暴风作用下大跨度桥梁抖振响应智能预测研究

面向特异风环境桥梁风振实时推演,开展了雷暴风作用下大跨度桥梁抖振响应智能预测研究。以苏通大桥实测数据为基础,分析了风场参数与主梁抖振响应之间的相关性,确定了桥梁雷暴风效应的主要关联参数。基于前馈神经网络(FNN)、卷积神经网络(CNN)、长短期记忆网络(LSTM)、门控循环单元(GRU)等典型神经网络模型,以主要风场关联参数及历史抖振响应作为输入,开展了桥梁抖振响应预测网络架构与模型训练,并对比分析了4种模型的预测效果。研究结果表明：雷暴风作用下大跨度桥梁的抖振响应主要与平均风速、平均风向、脉动风速均方差、紊流积分尺度等风场参数密切相关;待预测的桥梁抖振响应与历史风场及桥梁状态参数有关,需考虑二者的记忆效应;FNN与CNN未能较好地表征该记忆效应,故预测结果与实测值仅趋势相近,预测误差相对较大;GRU与LSTM的预测效果总体较好,GRU在雷暴风风速较大时的预测效果最优;LSTM在高风速下的预测效果略低于GRU,但在风速较低时的抖振预测精度最高,即具有更强的泛化能力。研究结果可为雷暴风易发区大跨度桥梁的安全运维提供借鉴与参考。     

大跨度桥梁健康监测技术的近期研究进展

基于振动的结构的健康监测（损伤诊断技术），以其良好的应用前景（特别是对大跨度桥梁），已成为目前结构工程界研究的热点。在系统调查当前该技术国内外研究现状的基础上，对该技术涉及的技术问题作了总结，对将来的发展亦作了展望。