西堠门大桥桥址处风场特性研究

为了对大跨度桥梁抗风评估提供可靠依据,在西堠门大桥跨中安装了4个3维超声风速仪,对桥位处风场进行长期连续观测,获得了桥位处大量风速样本。经过对实测风速数据的分析,得到了平均风速和风向、紊流强度、紊流功率谱密度函数等风场特性,以及紊流强度、阵风因子和摩阻速度随平均风速的变化规律,阵风因子和紊流强度之间的关系等。实测结果表明,桥址处风场紊流强度较高,三个方向紊流强度的比值与规范值有一定差别,需进行长期连续观测。实测湍流功率谱曲线与理论曲线在变化趋势上基本一致,纵向分量接近于Kaimal谱曲线,垂直分量接近于Panofsky曲线。     

大跨度山区桥梁风特性数值模拟及试验研究

以在建的贵州瓮马铁路北延伸线工程湘江特大桥为例,研究山区峡谷复杂地形下桥位处的风特性并指导桥梁抗风设计。采用逆向工程软件Imageware,使用曲面拟合的方式将高程数据转换成桥位附近直径8 km的地形曲面用于数值模拟和风洞试验分析。为解决模型边界的“人为峭壁”问题,通过采用改进的边界过渡段来减小地形模型中“人为峭壁”对山区桥位处风特性的影响。基于CFD数值模拟,通过改变速度入口边界位置来实现8种不同来流风偏角,研究桥轴线方向和风剖面监测点位置处的风特性。对有过渡段和无过渡段的地形模型开展风洞试验,研究横桥向风速、风剖面、风攻角以及桥梁总长1/4跨、1/2跨、3/4跨风剖面等风特性参数。研究结果表明：1)根据抗风规范确定的主梁设计基准风速较CFD方法确定的结果偏小;2)主梁高度处横桥向风速与来流入口基本风速相比,数值模拟和模型试验结果增幅分别为28%和10%;3)采用最优过渡段可使来流风速降低程度较无过渡段时小且风速保持较好;4)无过渡段时,“人工悬崖”会降低主梁高度处的横桥向风速。大跨度山区峡谷桥梁风特性数值模拟及试验研究得到了一些重要参数和变化规律,研究成果可为类似桥梁的设计研究提供...     

京沪高速铁路南京长江斜拉桥方案行车临界风速分析

提出一种在风荷载作用下对列车桥梁时变系统空间振动响应进行仿真计算的有效方法。针对京沪高速铁路南京长江斜拉桥方案。考虑脉动风沿桥梁纵向的空间相关性，随机模拟出沿桥跨若干点处的风速时程曲线，采用时域分析法对脉动风作用下高速列车通过该桥时的车桥时变系统动力响应进行较详细的分析。从安全性与舒适性两方面计算分析该桥列车行车的临界风速，得出了该桥能确保安全与舒适行车的预警风速和能确保安全行车的封闭桥梁风速。     

大跨度自锚式悬索桥整体抗风性能模型试验研究

以株洲枫溪大桥为工程背景,采用有限元计算和全桥模型试验相结合的方法,研究大跨度自锚式悬索桥的抗风性能。研究结果表明:在各个典型风荷载工况作用下,结构的颤振临界风速均高于桥位处的颤振检验风速。在均匀流场作用下,随着风速的增大,结构的动力响应极值均呈增大的趋势,竖弯位移、扭转角的平均值均逐渐减小(绝对值逐渐增大),侧弯位移平均值逐渐增大,而脉动值受风速影响不大。在紊流场作用下,随着风速的增大,结构的动力响应极值、平均值以及各类响应的脉动值均逐渐增大。在紊流场设计基准风速作用下,结构跨中竖弯位移平均值可达4.4 cm,需采取适当的抗风稳定措施。     

独塔自锚式悬索桥基准索股架设温度影响分析

针对悬索桥几何形状对温度极为敏感的特点,研究了主缆架设过程中基准索股架设时的温度效应。以甘肃天水市罗家沟独塔自锚式悬索桥为工程背景,对基准索股架设阶段进行温度场实时观测,得到了该桥主缆的温度场。根据无应力索长不变原理,运用FORTRAN语言编写了非线性迭代计算程序,得到了不同温度下的索股垂度值,并与实测结果进行对比,验证了该迭代法计算结果的正确性。将迭代法计算值作为现场基准索股架设时的理论依据,进行基准索股线形控制。结果表明:该方法计算结果较为精确,可直接指导工程实际,具有较强的推广和应用价值。     

钢管系杆拱桥整体浮吊架设施工技术

研究目的:钢管系杆拱桥是我国目前在城市桥梁中应用比较广泛的桥梁类型之一,尤其在通航河道上,钢管系杆拱桥是设计时首选的桥梁类型。考虑到河道的通航需求,钢管系杆拱桥的施工一般采用侧位拼装、整体吊装施工工艺较多,而整体吊装中采用浮运拖拉架设和整体浮吊两种施工方法。本文通过对丹阳市吕东大桥钢管系杆拱桥整体吊装施工工艺的研究,旨在形成一套详细的钢管系杆拱桥整体浮吊架设综合施工技术。研究结论:(1)钢管系杆拱桥整体浮吊架设施工工艺流程包括:浮吊施工准备,浮吊船就位,整体试吊,浮吊船同步后退,同步顺时针旋转90°,同步向桥位处移动,微调浮吊船、主桥就位,人工桥位精度调整、落桥,解钩、浮吊船驶离现场;(2)钢管系杆拱桥整体浮吊架设施工技术的优点有:主桥拼装与引桥施工可以同步进行,可缩短施工工期;施工安全风险小;浮吊吊装占用航道时间较短,仅占用2~3 h即可完成吊装作业,封航时间大大缩短;(3)丹阳吕东大桥采用整体浮吊架设施工,顺利完成了吊装任务,因此既有航道上钢构桥梁整体架设施工具有较大的推广前景和技术指导作用。     

基于LMD-TCN的高铁沿线风速观测资料质量控制算法研究

大风是影响高铁安全运行的主要气象灾害之一,为保证高铁的运行安全,需监测高铁沿线风速观测资料。高铁沿线风速数据在采集和传输的过程中易受到各种干扰,导致风速观测资料中存在一些可疑值,故对其进行质量控制是解决此类问题的必要环节。提出一种融合局部均值分解法(Local Mean Decomposition, LMD)和时间卷积网络法(Temporal Convolutional Network,TCN)的风速观测资料质量控制算法,以此来提高高铁沿线风速观测资料的质量。为证明该方法的可行性,选取我国京沪高铁沿线江苏段4个观测站2018年秒级风速观测资料进行质量控制分析,并与时间卷积网络法(TCN)、长短期记忆神经网络法(Long Short-Term Memory,LSTM)和支持向量回归法(Support Vector Regression,SVR)这3种方法对比。通过插入人工误差,并以检错率为评价指标来衡量上述4种方法进行质量控制的效果。试验结果表明,该方法相比于其他3种方法能准确地检测出人为插入的误差,可以满足高铁沿线风速质量控制的需求,同时具有季节适应性强的特点。     

兰新线嘉乌段接触网设计风速探讨

本文主要阐述了改建铁路兰新线嘉峪关至乌鲁木齐西段百里风区内的接触网设计风速及接触网结构校验等效风速的确定;提出了在接触网设计过程中,根据具体的分析来确定何时采用风偏设计风速,何时采用结构校验等效风速,在设计中二者不能等同;通过对当地气象资料的分析,确定在风灾害地区结构设计风速的取值;另一方面分析了风效应的影响程度,从静力学及动力学角度分析,在现实工程设计中如何考虑横向风振即脉动风对接触网的影响。     

山区峡谷大跨度拱桥桥址区风参数数值模拟研究

为研究山区峡谷风参数受地形因素的影响,采用数值模拟的方法,对建设在中国西部山区的一座大跨度拱桥进行桥址区风场分析。首先,建立三维数值分析模型,以圆曲线+余弦曲线的形式对桥位区域进行边界拓展,并在边界上施加指数律风速边界条件;再利用FLUENT对流场进行求解。通过对各来流条件下数值计算结果进行对比分析,研究风速放大因子沿主梁及拱肋的分布规律,风偏角和风攻角受地形的影响以及风参数沿高度的变化规律,并讨论风场的峡谷效应以及折减效应。研究结果表明:多数工况下桥位处风速由于高陡山体的折减效应而减小,而在一定的来流条件下,桥位处风速因峡谷效应而放大;高陡山体以及深切峡谷会导致风偏角和风攻角的较大变化;风参数沿高度方向的分布规律受到高陡山体影响而改变;拱肋处在同一来流条件下的峡谷效应与折减效应与主梁基本一致。     

复杂环境下跨海桥梁深水基础方案研究

研究目的:甬舟铁路金塘水道主航道桥建设环境复杂,墩位处最大水深49 m,设计流速3.14 m/s;设计风速42 m/s,最大浪高8.89 m;海底岩面起伏较大,覆盖层厚薄不均.本文就金塘水道主航道桥深水浅覆盖层地区和深水厚覆盖层地区基础方案展开研究,探寻适用于不同地质条件下的深水跨海桥梁合理基础类型,以期为复杂环境下跨...     

接触网设计风速的取值

风荷载是接触网设计中主要的可变荷载,风速取值的正确与否对接触网的运行安全及系统的经济性至关重要。本文指出了常规设计中在风速取值及风荷载计算方面存在的问题,通过借鉴其他行业及国外做法,结合本行业特点,提出与风速相关的各参数的取值建议。     

接触网设计中计算风速的取用

本文分析了影响接触网可靠性的几种关键气象条件，重点分析了基本风速与最大风速的关系以及设计中对运营风速与结构风速的考虑，提出在接触网的设计中应确定合理的气象条件，深刻认识到气象条件对接触网的经济性和可靠性所产生的影响，对设计施工和运营有一定的借鉴作用。     

滨北线松花江公铁两用桥主桥设计关键技术

滨北线松花江公铁两用桥是我国第一座严寒地区修建的现代化公铁两用桥,主桥采用主跨144 m连续钢桁梁桥。介绍了主桥结构设计的总体思路,并结合桥位处环境,通过比较及分析计算研究了主桥结构形式,并通过试验对超低温环境结构耐久性进行了相关研究,根据研究确定了适用于该桥特点的桁高、桁宽、桥面系、材质等设计要素。本桥设计对该地区同类型桥梁的设计具有重要的理论意义和工程实用价值。     

临策铁路沙害类型与风速流场分析

本文通过对临策铁路周边地域自然概况、沙害类型及成因和不同路基断面风速流场特征的研究分析,利用HOBO自动风向、风速记录仪对不同路基断面进行观测得知,在高路堤的轨道上易形成积沙;在中路堤边坡上易形成积沙,而在轨道上积沙较弱;在低路堤上,两侧的边坡及距坡脚一定距离处都易形成积沙,而轨道上方不易形成积沙.当风速够大(大于10.8 m/s)的时候半路堑轨道上不易积沙,但当小风速(小于8 m/s)通过路堑时,就易在路肩和轨道上形成沙物质的堆积;在全路堑迎风坡脚处,由于形成涡旋,所以在路肩及轨道上易形成沙物质的堆积.这一结论对临策铁路沙害治理及同类沙害类型路基断面设计提供了理论依据.     

平潭海峡公铁大桥桥址区实测风场特性

根据平潭海峡公铁大桥大小练岛水道桥2021年全年风速数据对实测三向风速进行正交分解，引入非平稳模型定义平均风速，在传统经验模态分解提取时变均值的基础上，通过平稳度指标改进时变均值项判断准则，提出一种非平稳时变平均风速提取方法。根据全年实测风速数据统计分析平潭海峡桥址区实测风速的均值、最大值和极大值，进一步研究脉动风场的时域特性。结果表明：平潭海峡桥址区2021年日最大风速最大值为13.9 m/s，日极大风速最大值为24.5 m/s。由于8—9月是台风季，桥址附近受热带低压影响日最大风速和日极大风速均为最大值。采用两参数Weibull分布能够更好地表征跨海桥梁桥址区平均风速；海洋风场实测风速表现出明显非高斯特性，需要考虑脉动风场的非高斯特性进行风环境分析。     

基于RBF神经网络的铁路沿线短时风速预测方法

对实测风速数据进行Kalman滤波,去除实测风速数据的偏差;通过归一化处理,消除数据中的冗余成分;针对RBF神经网络的预测误差会随着时间的推移而增大的问题,采用滚动式训练方法在线训练RBF神经网络;用训练好的RBF神经网络进行风速预测,再对预测结果进行反归一化处理,得到最终的预测风速.仿真结果表明,运用基于RBF神经网络的铁路短时风速预测方法对短时风速进行预测,最大相对误差仅为5.92％,可满足铁路防灾安全监控系统中风速预测子系统的要求.     

西南地区复杂山区成达万高铁水文计算分析

本文以成都至达州至万州高速铁路项目可行性研究阶段为依托,对西南复杂山区水文进行计算分析。通过可研设计过程中的野外勘测、水文资料收集、水文计算验证和计算结果分析等实地勘测过程,分析总结成达万高铁项目大江大河流量推求方法及四川中部丘陵地区小流域河流水文特征。根据收集的远桥位处水文站资料,计算验证近桥位处水文站的水文资料,并结合现场调查及测量,推算渠江可研桥位处流量;结合四川省经验公式、铁二院法、形态法对11处不同汇水面积的小河(沟)进行流量计算及结果比对,最终确定铁二院法为本地区小流域流量计算方法。分析结果可为四川中部丘陵地区及类似区域的铁路、公路项目水文计算分析提供参考。     

隧道间联络通道临界风速模型

从临界Froude数理论出发建立了计算联络通道临界风速的模型.由于尚无联络通道临界风速的试验数据可以参考,通过FDS数值模拟结果来计算隧道间联络通道临界Froude数.首先使用不同网格尺寸对不同火源热释放率工况进行了模拟,结果表明网格尺寸为0.075D*是比较合理的.通过模拟文献[10]、[11]中的2种火灾工况,说明采用FDS可以很好地模拟隧道临界风速问题;模拟分析了隧道间联络通道9种火灾工况下的临界风速结果.并将隧道间联络通道临界Froude数确定为2.46.同时讨论了影响隧道间联络通道临界风速的主要因素.     

接触网设计风速取值研究

风速是接触网系统设计中重要的参数,设计风速取值的合适与否对接触网系统运行安全及建设工程的经济性至关重要。就现有设计规范中对风速取值的一些相关参数进行探讨,结合我国目前铁路建设发展情况及接触网专业特点,提出接触网设计风速的取值建议。     

低风速风电机组多学科优化设计

探讨了风资源特性及风电机组的空气动力学特性、结构动力特性、结构、控制和功率特性等在整机设计过程中的关系,构建了以风电机组度电成本和综合成本率为目标函数的低风速风电机组的多学科优化设计模型。通过探寻低风速风电机组各参数之间的最佳组合,寻求满足系统各项性能要求的最优解。在风电机组设计阶段,通过开展多学科优化设计分析,能够有效地提高产品综合性能、缩短研发周期、提高产品的竞争力。