丘陵地区深切峡谷风特性现场实测研究

根据测风塔和当地气象站数据,对江底河大桥桥址处深切峡谷的风场特性进行研究.基于数据统计分析得到桥址处风场的平均风速、风向、湍流强度、湍流积分尺度和湍流的功率谱密度函数.结果表明:该桥所在的深切峡谷地形对风向有锁定作用、对风速有加速作用、并且对各个风向下的湍流特性有明显的影响;深切峡谷顺风向湍流强度与平均速度的关系用反比例型函数拟合,拟合效果良好且高风速下接近规范值;竖风向湍流强度明显高于规范推算值.顺风向实测风谱与Kaimal谱相差较大而与von Karman谱吻合较好;竖风向实测风谱明显大于Panofsky风谱而与von Karman谱比较接近.横风向实测风谱与Panofsky谱、von Karman谱都比较接近.

桁架式拱桥拱肋横桥向风荷载计算方法研究

拱桥在面内拥有较大刚度,而在面外结构刚度较低,因此横向风荷载对拱肋作用较为敏感。而桁架式拱桥拱肋形式作为目前大跨径被广泛使用,但《公路桥梁抗风设计规范》[1]并没有提供明确的计算方法。基于前人对桁架式拱桥拱肋横向力系数实验结果,分析探讨规范中给出两种算法(按照桁架形式计算整体的阻力系数;根据杆件计算阻力系数)的适应性与局限。提出了桁架式整体阻力系数与单个杆件计算阻力系数之间的相互转换公式。为桁架式拱桥设计中拱肋横风向风荷载计算提供计算方法。

实测与规范风谱下某悬索桥抖振响应定性比较

对某大跨悬索桥址的风特性进行了现场长期风观测。在观测数据中提取合适的风速时程样本,得到各样本的风谱及其平均风谱曲线,在此基础上对该桥进行了频域抖振响应分析。同时,采用JTG/T D60-01-2004《公路桥梁抗风设计规范》建议的风谱,基于A、B、C、D 4类场地特性得到的谱值对该桥进行频域抖振分析,并与基于实测风谱的计算结果进行对比。结果表明:对于主梁抖振位移,基于实测谱的结果介于基于规范谱的C类与D类场地值之间;对于塔基抖振内力,基于实测谱的结果高于基于规范谱的所有4类场地结果。此外,抖振位移的功率谱表明:在低频区,基于实测风谱的响应低于基于规范谱的响应;而高频区则反之。该文研究表明:在计算结果是否偏于保守或危险方面,如果采用规范建议风谱来计算,内力与位移两方面可能会有相反的结论。

大跨度拱桥拱肋顺桥向风荷载计算方法研究

拱桥是曲线抬升形式,单纯考虑以摩擦力形式的顺桥向风荷载对拱桥的作用是偏于不安全的。在对拱肋顺桥向风荷载计算进行详细分析的基础上,给出了基于悬链线方程的理论解。同时,基于力学模型,提出了基于考虑折减系数的门式刚架风荷载计算方法计算拱桥顺风向风荷载,同时,对折减系数进行了参数识别分析,给出了在常规矢跨比与拱轴系数下,折减系数的简化计算模型。

柔梁密索体系矮塔斜拉桥敏感参数分析

在特定的建设条件下柔梁密索体系矮塔斜拉桥具有其独特的优势,但工程实例较少,缺乏系统性研究。该文以榕江大桥为背景,通过理论分析及有限元仿真计算,研究其构造特征及受力特点,并对斜拉索布置形式、塔高及主梁刚度等敏感参数进行系统分析。得到如下初步结论:柔梁密索矮塔斜拉桥受力特性与斜拉桥相似,可通过索力优化达到合理成桥状态;塔矮整体结构刚度低,主梁轴力及斜拉索索力相比斜拉桥要大;斜拉索布置形式对结构受力有明显影响,辐射形布置时主梁轴力最小,仅为竖琴形布置时的一半,扇形布置介于两者之间。塔高对结构受力影响显著,随着塔高降低,斜拉索使用效率降低,主梁轴力、斜拉索索力、主梁活载弯矩及挠度、斜拉索活载应力幅均有显著的增加;主梁刚度对活载作用下结构内力也有显著影响,随着主梁刚度的提高,主梁活载弯矩增大、活载挠度减小,斜拉索活载应力幅显著较小。设计时宜充分利用有限塔高,采用可改善拉索倾角的辐射形布置,适当提高主梁刚度,以获得理想的整体结构刚度,调整索梁荷载比,从而使结构受力合理。

扭弯频率比对π型断面节段模型后颤振特性的影响

以某π型断面桥梁为对象,通过弹性悬挂节段模型风洞试验,识别了机械阻尼随振幅的非线性演变特性。在此基础上,研究了扭弯频率比为0.872,0.971,0.988,1.035,1.085,1.245六种情况下的颤振临界风速及非线性后颤振振动特性。试验结果表明模型在来流风速超过临界风速后出现极限环振动,且极限环振动的幅值随风速增加而增大。扭弯频率比对模型气弹响应的多方面特性均有实质性的影响,包括颤振临界风速、后颤振极限环振动幅值、后颤振幅值随风速的演变路径、竖向与扭转的耦合程度以及颤振的“软硬”性质等等。研究结果表明,颤振发生时,竖向与扭转自由度以同频率但非零相位差的形式进行耦合,且相位差随风速与扭弯频率比的变化显著。受气动刚度影响,模型扭转振动频率随风速的增加单调下降,但即使对于初始扭弯频率比小于1的情况,颤振时仍然以竖向与扭转自由度耦合的形式发生,这一点与流线型断面的经典耦合颤振有明显的不同。该研究也反映了现行的公路桥梁抗风设计规范在体现扭弯频率比影响方面的不足。

超高性能混凝土桥梁关键技术研究和工程实践

超高性能混凝土(UHPC)具有超高的强度、韧性和耐久性,可显著提升跨越能力并具有全寿命周期良好的经济性,符合工业化发展趋势。结合国内外研究和标准规范发展,通过大量试验和工程实践,系统分析无腹筋UHPC梁的技术优势,并深入探讨概念设计、材料参数取值、设计方法、施工工艺、结构选型和造价等关键技术问题;相关成果已形成标准规范。