数值模拟桥梁断面气动导数和颤振临界风速

从描述流体绕运动的刚性断面流动的N S方程出发,首先采用时间二阶Projection 2算法对控制方程作分裂步处理,得到的求解方程空间离散采用有限体积法,物面运动方式为自由度解耦的强迫振动,采用计算网格和刚性截面刚性连接、同步运动的动网格技术,数值模拟了振动的大带东桥绕流场,由计算的气动力按最小二乘法提取气动导数,最后计算了大带东桥的颤振临界风速。计算的大带东桥气动导数与风洞试验有很好的一致性,大带东桥颤振临界风速模拟值与风洞试验结果偏差很小,证明了本文数值方法的正确性和工程适用性。     

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...     

大跨度斜拉桥颤振稳定性试验研究

对某斜拉桥初步设计方案中的北汊主桥成桥状态及施工状态进行节段模型风洞试验研究,分析不同的气动外形对颤振临界风速的影响,并从空气动力学、桥梁风工程等方面出发给出一定的解释,可以为同类桥梁的抗风设计提供参考。     

桥下净空对大跨度桥梁颤振稳定性的影响研究

为研究桥下净空对桥梁颤振稳定性的影响,基于CFD数值仿真技术,识别了在多种桥下净空工况下大带东桥的颤振导数和颤振临界风速。研究表明:每个工况下的气动导数曲线趋势与试验结果基本吻合,没有随着桥下净空的改变而出现大的波动,边界对耦合气动负阻尼和扭转自身正阻尼影响有限;在桥梁抗风设计和抗风试验值中,可不考虑桥下净空振稳定性的影响。     

缆索承重桥梁的颤振可靠性

基于公路桥梁抗风设计规范校准得到极值风速变异系数约为0.13;由苏通大桥桥址风速统计资料计算得到极值风速变异系数在0.13~0.14之间。提出了计算结构可靠指标的随机梯度算法,采用该算法从多种角度分析了变量分布类型及统计特征对苏通大桥颤振可靠指标计算结果的影响。计算结果表明:极值风速变异系数宜取为0.15;随机梯度算法思路简单,具有很好的稳定性,计算效率高。     

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。     

特大跨径桁架加劲梁桥颤振稳定性气动优化措施风洞试验研究

以某特大跨径桁架加劲梁悬索桥为例,利用节段模型风洞试验,探讨研究桥面板中央开槽孔、加裙板、气动翼扳等各种气动控制措施对颤振临界风速的影响。试验结果表明,桥面板中央开槽、设置裙板、气动翼板都能够使桁架加劲梁桥颤振稳定性得到改善,但是都不能使各个攻角下的颤振临界风速都有所提高。气动翼板和桥面板中央开槽组合气动措施,且气动翼板的安装位置在桁架加劲梁弦杆,是最优化气动措施组合,可为类似大跨度桁架加劲梁桥抗风设计做参考。     

组合赋权简化ELECTRE法优选桥梁加固方案

为了从众多初步可行的桥梁加固方案中选择最佳方案,研究了组合赋权简化ELECTRE法在桥梁加固方案优选中的应用问题。采用非线性规划方法将层次分析法确定的主观权重和熵值法确定的客观权重进行组合,既考虑了决策者的主观意向,又在一定程度上避免了主观随意性。首次以简化ELECTRE法对备选方案进行综合比选,给出了方案间按优劣程度的完全排序。与经典排序方法ELECTREⅡ相比,简化ELECTRE法排序过程的复杂性和繁琐性,计算效率提高且更便于程序化操作。不再需要设定主观参数,避免了很多主观不确定性因素,提高了分析结果的鲁棒性。算例分析表明选出的最优加固方案与实际采用的相同,并且方案优劣顺序与ELECTREⅡ法、TOPSIS方法的结果一致。     

斜风下扁平箱形截面桥梁颤振性能风洞试验研究

扁平箱形截面桥梁的颤振临界风速与风偏角的关系明显地受到风攻角的影响。在0°风攻角情况下,扁平箱形截面流线性好,其颤振性能与平板接近,颤振临界风速随风偏角的增加而增加,用传统的平均风分解方法可以获得较好的结果;而对于非0°风攻角的情况,扁平箱形截面的流线性变差,随着风偏角的增加其颤振临界风速呈起伏变化,最低值一般在斜风的情况下出现,此时,传统的平均风分解方法不再适用。     

桥梁桩基模拟的简化方法及应用

为降低桥梁桩基模拟的计算工作量,同时又能直观反映出桩基的受力特点,采用柔度系数等代法推导给出一种简化的桩基模拟方法,可适用于弹性摩擦桩及嵌岩桩基础,并可用于桥梁的平面及空间问题分析。最后对某高桩承台进行抗船撞实例分析,分别采用简化方法和比拟杆件法对承台顶位移进行对比,误差在5%左右;对比结果也表明:在桩-土结构相互作用分析时,桩基竖向刚度对结构整体受力的影响较为显著,应引起桥梁设计人员的重视。     

提高广州珠江黄埔大桥悬索桥颤振临界风速的研究

改善抗风稳定性能是大跨度悬索桥设计和建造中的一个重要课题。由初步设计与施工图设计阶段模型试验的结果对比可知,调整结构的气动外形和整体刚度,能改善广州珠江黄埔大桥悬索桥的颤振稳定性能。     

三汊矶大桥颤振稳定性的风洞试验与研究

长沙三汊矶湘江大桥为5跨连续双塔自锚式悬索桥，主跨328m。该桥设计新颖，结构特殊，湖南大学风工程试验研究中心对其进行了详细的抗风性能研究。介绍了该桥的设计基本情况、三汊矶大桥节段模型和全桥模型风洞试验情况。抗风研究表明，三汊矶大桥在成桥运营阶段具备足够的颤振稳定性。     

三汊矶大桥颤振稳定性的风洞试验与研究

长沙三汊矶湘江大桥为5跨连续双塔自锚式悬索桥,主跨328 m.该桥设计新颖,结构特殊,湖南大学风工程试验研究中心对其进行了详细的抗风性能研究.介绍了该桥的设计基本情况、三汊矶大桥节段模型和全桥模型风洞试验情况.抗风研究表明,三汊矶大桥在成桥运营阶段具备足够的颤振稳定性.     

整体式桥梁搭板连接及裂缝简化计算公式

处理好桥台与搭板的节点连接构造是整体式无缝桥梁设计和施工中非常重要的部分。桥台与搭板连接处设置混凝土铰+多道诱导缝措施来适应桥台与搭板间的不均匀沉降和顺桥向变形需要;搭板与桥台连接处顶面设置0.45%～0.90%配筋量可以合理控制连接处顶面裂缝宽度;通过数值分析和假定,推导出连接处顶面单道裂缝宽度简化计算公式b=10βHΔ/2Ln,便于整体式桥梁前期设计中初拟搭板尺寸。宁波惊驾东路整体式桥梁搭板构造采用以上设计,已竣工通车一年,路桥衔接平顺,运营良好。     

东海大桥主航道桥抗风性能及颤振控制研究

介绍结合上海东海地区风环境特点对东海大桥主航道桥420 m单索面结合梁斜拉桥所进行的抗风性能及颤振控制研究,主要针对施工过程中和建成运营后的抗风稳定性、安全性和适用性,其研究内容可以概括为8个方面,即桥位边界层风特性分析、结构动力特性分析计算、节段模型测力风洞试验、节段模型测振风洞试验、静风稳定性数值分析、全桥气弹模型风洞试验、等效风荷载组合分析和颤振概率性评价.     

润扬长江公路大桥桥位风速观测及设计风速计算

分析润扬长江公路大桥桥位风速观测站与丹徒县气象观测站同步风速风向观测的有关内容,两站的观测值存在良好的正相关性,采用Gumbel分布函数拟合极值频率分布,计算得到大桥的不同重现期基本风速,与根据建筑结构荷载规范推算的结果对比分析,确认计算结果的合理性,完成各高度层上的大桥设计基准风速计算。为确保大桥抗风安全,指导施工提供了可靠的技术指导。     

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。     

1400 m斜拉桥方案颤振临界状态拍振现象分析

1400 m 斜拉桥方案全桥气弹模型试验过程中,其在颤振临界状态下出现了拍振现象,这种振动在其他跨径较小桥梁中较少发生。为探究其发生机制,证明其存在的合理性,首先对气弹模型动力特性展开分析,结果显示其模态分布更为密集,每两阶模态之间的频率间隔更为狭小,这些都增加了拍振发生的可能性。进一步的理论分析则表明,与苏通大桥相比,1400 m 斜拉桥方案有着更为复杂的结构动力特性,在颤振临界频率附近存在着能与之发生牵连运动的振型参与进来,从而最终发生了拍振。     

基于ANSYS的桥梁全模态颤振频域分析方法

提出了一种在ANSYS中直接分析大跨桥梁三维全模态颤振的有限元模型和频域方法。该有限元模型采用ANSYS的自定义单元Matrix27来模拟桥面受到的自激气动力，而将单元Matrix27的刚度或阻尼矩阵描述成风速和振动频率的函数。通过阻尼特征值分析，确定风一桥耦合系统的各复特征值，其中复特征值的实部为阻尼而其虚部则为振动频率；并给出了求解系统各阶复模态特性随风速变化的迭代算法。最后以一简支梁桥和一悬索桥算例验证了颤振分析模型和方法的正确性和可靠性。该方法能使桥梁设计人员和研究人员可以直接利用ANSYS来分析大跨桥梁的耦合颤振。