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。     

大跨度悬索桥施工阶段颤振稳定性研究

运用大跨度桥梁三维非线性颤振分析方法，对宜昌长江大进行了施工阶段加劲梁对称和非对称架设情况的颤振分析，探讨了施工阶段悬索桥颤振稳定性的变化规律、不同施工方法以及非线性因素对施工阶段县索桥颤振稳定性的影响。     

大跨度桥梁抗风措施研究

桥梁风害是人们非常关心的问题之一。桥梁应具有抵抗风作用的能力,风对桥梁的作用不单纯是平均风的静力作用,特别是大跨度桥梁,其柔性较大,设计时必须考虑颤振、抖振、弛振等空气动力问题。分析总结了以往的桥梁风毁事故,研究了风对桥梁结构的作用及其对策,有关经验可供相关专业人员参考。     

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。     

大跨度悬索桥的颤振稳定性研究

颤振稳定性是大跨度悬索桥设计中倍受关注的重要问题。运用大跨度桥梁的三维非线性颤振分析方法,以润扬长江大桥为背景,对影响悬索桥颤振稳定性的一些设计参数如桥跨布置、矢跨比、边主跨比、加劲梁的高度、恒载集度及其支承体系等进行了分析,指出了影响大跨度悬索桥颤振稳定性的主要设计参数,并探讨了具有良好抗风性能的大跨度悬索桥合理结构体系。     

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。     

桥梁多模态耦合颤振分析的新方法

提出一种桥梁耦合颤振分析的新方法。这一方法给出用以估计竖向弯曲与扭转模态耦合的桥梁系统模态特征闭合表达式,对较好地设计结构系统与桥面截面,从而使桥梁具有良好的颤振特性有着重要意义。     

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。     

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。     

大跨度悬索桥振动分析的组合单元法

提出一种新型单元——组合单元,这种单元包含了三维实体、三维梁、板、壳、空间杆等构件,突破了传统有限元对于不同材料或不同构件必须采用相应不同单元的限制,对悬索桥的索塔、加劲梁等复杂结构,能用较少的单元进行模拟,实现了用普通微机对青马悬索桥的空间振动分析,计算结果与实测值比较接近。     

大跨度悬索桥颤振分析的能量方法

建立了对悬索桥进行颤振分析的一种新的计算方法。该方法将结构与气流作为一个系统，从能量平稳铁角度研究系统的稳定性；将模态广义坐标位移和速度作为状态向量，首先组集系统在自激力作用下的状态空间方程，然后应用精细时程积分求解状态向量的时程响应，在此基础上计算系统及各阶模态的等效阻尼比，并由系统的等效阻尼判断系统在不同风速下的稳定性；以跨度为８８８ｍ的虎门悬索桥为算例，证实了本文方法的正确性。     

桥梁结构的健康监测

讨论了工程结构（特别是大跨桥）健康监测系统的背景、特点、核心技术、所涉及的多学科研究进展及发展前景，指出其主要目的是监测累积损伤，桥梁的自动交通管理设施和验收试验为桥梁健康监测系统打下了基础。世界上许多新建的大桥都安装有监测系统。目前的健康监测系统不具备识别能力，而真正的健康监测必须具备自动识别损伤的能力。自动识别损伤是结构健康监测系统的核心技术之一，也是当代国际的研究热点。结构健康监测系统涉及许     

大跨度拱桥极限承载力的参数研究

回顾了三种分析大跨度拱桥极限承载力的方法 ;以上海在建的主跨 5 5 0 m的中承式钢拱桥为例 ,运用大型有限元分析软件 ANSYS对该桥的极限承载力进行了参数分析与比较 ,给出影响大跨度拱桥极限承载力的主要参数     

不同地震激励下大跨度斜拉桥的地震反应分析

考虑地震波的行波效应、部分相干效应和局部场地效应,建立了不同机制的地震激励下大跨度斜拉桥地震反应的分析方法并以正在建设的主跨1 018 m的香港某大跨度斜拉桥为例,数值仿真了大跨度斜拉桥在确定性地震波一致激励、行波激励以及随机地震动场多点激励下的地震反应。结果表明:与确定性地震波一致激励相比,在确定性地震波行波激励以及考虑空间变化的随机地震动场激励下,斜拉桥的纵向位移反应明显减小,而其主跨跨中竖向位移反应明显增大。由此得出结论:对于大跨度斜拉桥,一致地震激励不能控制其抗震设计,应考虑行波激励和随机地震动场多点激励对其地震响应的影响。     

桥梁主梁断面颤振导数的强迫振动识别法

介绍了颤振导数识别的强迫振动方法试验装置及识别原理，用它进行了三种典型断面形式的颤振导数识别，研究了不同驱动频率、振幅对识别结果的影响。研究结果表明：强迫振动法具有试验数据重复性好、测定折减风速范围宽、无需复杂的系统识别过程即可得到交叉导数项等一系列优点。     

基于MAS的大型智能桥梁健康监测系统开发与应用

在分析桥梁健康监测系统功能和特点的基础上,针对现有桥梁健康监测系统监测、诊断与评估、控制与维护管理等功能模块间缺乏足够信息交流和协作以及现有监测系统智能化程度不高的问题,在桥梁健康监测引入多智能体进行了研究,提出了基于多智能体的智能桥梁健康监测系统模型,设计了基于多智能体的智能桥梁健康监测系统软件体系结构,并介绍了基于多智能体技术构建的监测、诊断与评估、控制与维护管理集成的智能桥梁健康监测系统的实现。应用结果表明,基于多智能体的智能桥梁健康监测系统能有效改善监测、诊断与评估、控制与维护管理之间的隔离状况,提高系统的综合性能。     

基于人工神经风张的混凝土大跨度桥梁主梁参数实时估计

确定混凝土桥梁施工控制中参数估计的类别，选用人工神经网络的三层前馈性网络，改进BP算法，通过对混凝土大跨度桥梁主梁物性参数实时估计要素的研究，得到了统一的求解程度，解决了混凝土大跨度桥梁施工控制中主梁参数实时识别的问题，在此基础上，提出了混凝土大跨度桥梁施工质量新的评价指标。