小半径大跨度体外预应力钢混组合梁桥设计研究

通过介绍城区改造项目地理位置,拟定桥梁设计方案,阐述了狭小空间互通桥梁的设计理念。在跨路净空受限的条件下,钢混组合梁极大限度降低梁高。结合有限元计算分析,拟定钢梁和混凝土桥面板尺寸,并采用主梁箱体内施加体外预应力的方式,增加主梁抗弯、抗剪承载力及主梁刚度,从而改善小半径、大跨度跨路桥梁的受力状态,为类似交通改造工程的桥梁设计提供参考。

大跨度悬索桥主梁抗风试验研究

悬索桥跨径越大,结构越轻柔,对风致振动越敏感,因此,研究悬索桥主梁抗风性能尤为重要。对某主跨1196m大跨度悬索桥,采用有限元建模计算分析了成桥状态的结构动力特性;通过静力节段模型试验,测试了成桥状态主梁的三分力系数,结果表明:该扁平加劲梁整体上具有较好的静风稳定性能;通过动力节段模型试验考察了成桥状态桥梁在风攻角为0°、±3°、±5°下的颤振稳定性能,风攻角为+3°和+5°时,颤振临界风速接近或低于颤振检验风速,其余风攻角下颤振稳定性能良好;通过优化人行栏杆构造、增大透风率对主梁断面进行优化,有效改善了主梁断面的气动性能。

大跨度铁路悬索桥结构刚度敏感性研究

桥梁刚度参数的确定在大跨度桥梁总体设计中非常重要,结合某大跨度铁路专用悬索桥方案,从结构动力特性、车辆走行性和风致抖振响应3个方面,分析梁、塔、索等构件刚度对桥梁性能的影响,并对大跨度铁路悬索桥刚度评价指标进行研究,结果表明：桁宽的增大能够较显著地增大桥梁横弯基频,桁宽过小时桥梁会产生横向周期性振动,宽跨比限值建议取为1/20~1/35;随着桁高减小,车辆竖向加速度显著增加,高跨比限值建议取为1/70~1/100;主缆刚度增大会使桥梁扭转和竖向基频明显提高;桥塔刚度及恒载的影响有限。

基于CFD的分离式三箱主梁气动优化研究

超大跨度桥梁对风的作用较为敏感,抗风性能已成为超大跨度桥梁设计的控制性因素。分离三箱主梁是超大跨度桥梁典型的主梁断面形式,但针对分离三箱主梁的气动性能的研究较为少见。针对分离三箱主梁,设计了6种不同气动措施,通过对比不同气动措施情况下桥梁的静风稳定性能和颤振稳定性能,讨论各气动措施设置对分离三箱主梁气动特性的影响,并提出气动措施设置方法的建议,研究结论对超大跨度桥梁气动优化具有指导意义。

基于CFD的大跨度悬索桥主塔抗风性能分析

大跨度悬索桥在跨越大江、大河、深沟、峡谷时越来越受到青睐,而随着桥梁跨度增大、索塔的增高,大跨度悬索桥越发轻柔,对风致振动也越加敏感。在施工过程中,较高、较柔索塔在独塔状态下的抗风性能相对较差,应予以高度重视。对某主跨828m的铁路悬索桥主塔,运用流体动力学(CFD)方法模拟分析了主塔断面在风作用下的涡振性能。结果表明,索塔断面背风侧有明显的漩涡脱落,较钝的索塔断面易受风致涡振影响;独塔状态下索塔的涡振风速为15~18m/s,风速相对较低,发生概率较高;建议采用较为圆滑的断面并在独塔施工中做好横向连接,同时尽量避免在多风季节施工。

铁路简支梁桥基础刚度的静动力影响研究

为考察基础布置形式对桥梁静、动力性能的影响,设计一座55跨不同墩高的双线简支梁桥,采用有限元法分析对比2种基础自身刚度差异和基础-墩组合刚度差异,及桥梁结构动力特性和车-桥耦合振动特性。研究结果表明,考虑基础刚度后所得基础-墩身组合刚度较墩身刚度下降明显,横桥向刚度下降尤其显著;基础刚度对桥梁结构的自振特性影响有限;车辆通过桥梁时,车辆动力响应对桩基础布置形式的差异不敏感;基础刚度对桥墩顺桥向振动幅值影响较小,对桥墩横桥向振动幅值影响较为明显。在高速铁路上,应当考虑基础刚度对桥梁横向振动的影响。

大跨度城市轨道交通斜拉桥主梁气动特性CFD研究

以某大跨度斜拉桥为背景,采用大型商用软件CFD进行数值风洞模拟,得到了斜拉桥主梁截面三种形式的气动特性参数,即三分力系数、车桥组合下的三分力系数以及颤振导数,讨论了其随攻角和风速变化的规律及原因,考查了车辆存在对主梁断面气动特性的影响,并进一步由升力系数功率谱曲线分析了主梁的涡振性能,通过三种主梁截面的气动特性对比研究,可进一步对主梁截面进行优化设计,所得结论对大跨高墩轨道交通斜拉桥的主梁截面形式选取具有一定指导意义。

城区改建互通桥梁设计及景观照明研究

结合工程项目实例,分析通勤城镇交通及早改造的必要性;阐述了狭小空间互通桥梁的设计理念及原则;结合改建城镇景观、亮化需求,进行互通桥梁景观照明设计,并给出契合项目需求与特点的改进建设。为类似交通改造工程的桥梁及景观照明设计提供参考。

超大跨度悬索桥扁平单箱主梁气动特性CFD分析

社会文化经济的快速发展和交融以及现代科技的不断进步,极大促进了超大跨度悬索桥的发展。但随着桥梁长度的加大,其抗风性能成为其安全性的关键影响因素。基于某主跨3500超大跨悬索桥方案,对其扁平单箱主梁气动特性进行了CFD模拟计算分析。分析结果表明,该扁平箱梁型式与平板的气动性能相似,并具有自身特有的气动特性。

带水路斜拉索气动特性的CFD模拟研究

雨中斜拉桥拉索表面的水滴容易在风的吹拂下形成水线,而索面上侧水路显著改变了斜拉索的气动特性,是斜拉索发生雨振的主要原因。基于计算机流体动力学方法,针对索面水路大小、水路在索面附着位置的不同,对斜拉索气动特性的影响进行了数值模拟研究。研究结果表明,当索面附着水路与风向成70°～90°夹角时,最容易引发斜拉索的风雨激振。

倒梯形板桁主梁CFD简化模型及气动特性研究

板桁主梁以其良好的整体性和合理的受力性能广泛应用于铁路桥梁建设中,随着桥梁跨径的增大,其抗风性能已逐渐成为控制桥梁设计的关键因素之一。基于桁架受风面积等效,并考虑上流、下流构件间相互的气动干扰,提出了一种简化的CFD分析模型,该模型偏安全地忽略了腹杆和上弦杆、下弦杆连接处相互的气动作用,将三维板桁主梁等效为二维平面结构,从而降低建模难度和减小计算工作量。基于该简化CFD分析模型,对倒梯形板桁主梁的静力气动力系数、涡振性能、颤振导数进行了计算分析,并对比了桥上车辆存在对板桁主梁的气动特性的影响。研究结果表明,倒梯形板桁主梁的涡振性能对雷诺数较为敏感,桥上车辆的存在显著改变了板桁主梁的气动特性。

基于风致静动力稳定性的超大跨径桥梁主梁比选研究

为寻求适用于超大跨度桥梁的具有更优气动特性的主梁断面,推动我国超大跨桥梁建设的发展,针对超大跨度桥梁原型设计中提出的5种主梁断面形式,采用CFD数值模拟方法计算得到了各断面的静力和动力气动参数,并进一步计算了对应5种主梁断面桥梁的静风失稳临界风速及颤振临界风速,对比了各断面的静动力稳定性能。结果表明,分离双箱主梁和分离3箱主梁的气动性能优于其他类型主梁断面;单箱主梁和双箱主梁气动特性目前已得到较大程度的优化,3箱主梁气动特性应具有较大的优化空间,椭圆形主梁及重力式主梁气动性能较差,优化价值有限。