浅谈结构风工程与大跨度桥梁抗风设计

结合结构风工程中已知的风的静力、动力特性,研究了大跨度桥梁结构在风的作用下的静力及动力响应的主要形式,简要介绍了大跨度桥梁抗风设计的主要研究对象及主要工作,为其进一步的研究提供了理论基础。

影响桥梁减震性能参数的试验研究

阻尼、墩高、支座的剪切刚度对桥梁的动力行为有着重要的影响 ,研究它们在减震中的作用对抗震设计很有指导价值 .通过连续桥梁模型振动台试验 ,分析了阻尼、墩高、支撑剪切刚度对模型梁和墩减震性能的影响 :墩越高 ,对自身的抗震越有利 ,对上部结构不利 ;剪切刚度越大 ,对上部结构不利 ,对下部结构也不利 ,阻尼不是越大越好 .试验表明 ,适当地调节阻尼、刚度、墩高会降低振动幅值 ,扰乱振动过程中规则的相位 。

基于风险思想确定桥梁船撞设防力

从概率学上推演了基于风险的桥梁船撞设防力确定方法,对美国规范模型、欧洲规范模型、拉森模型和昆兹四个代表性船桥碰撞概率模型进行评述和比较后,推荐采用美国规范模型和拉森模型并基于国内情况进行相应的调整后计算船撞碰撞概率。

随机车流-桥梁系统耦合振动精细化分析与动态可视化

针对目前公路车-桥耦合分析系统功能的不足,建立了随机车流-桥梁耦合振动精细化分析框架,该分析框架尽可能考虑了桥梁上通行车辆荷载的随机特性。采用交通信息采集系统和动态称重设备对交通荷载数据进行系统全面的观测,记录每辆经过观测断面车辆的到达时间、横向行驶位置、车速、车型和质量,在此基础上形成可以重现真实交通场景的随机车流;针对单主梁和梁格法桥梁分析模型,开发一个包含典型车型库,可以考虑桥面空间路面粗糙度,具有单向及双向多车道设置功能,车型、车辆悬挂系统、车辆质量、横向行驶位置、车速、障碍物位置和尺寸等参数随机功能的分析系统,并基于OpenGL技术着重开发了随机车流过桥动态可视化功能;最后,分别以1个单主梁和多主梁桥梁为工程实例,采用典型路段观测到的实际交通荷载研究了随机车流荷载对桥梁结构的影响。结果表明:所建立的随机车流-桥梁耦合振动分析系统具有明显的优越性。

连续梁减震性能的振动台试验研究

阻尼、墩高、支座的剪切刚度对桥梁的动力行为有着重要的影响。研究它们在减震中的作用对抗震设计很有指导意义。通过连续梁桥模型振动台试验 ,分析了阻尼、墩高、支撑剪切刚度对模型梁和墩减震性能的影响。试验表明 ,适当的调节阻尼、刚度、墩高会降低振动幅值 ,扰乱振动过程中规则的相位 。

斜拉拱成桥状态受力分析

斜拉拱是最近几年才出现的新桥型,为斜拉索和拱的组合体系,其拉索下端既可以锚在梁体上又可以锚在拱肋上,目前国内外做的相关研究工作较少。文中针对拉索锚在拱肋上的桥型的成桥静力特性进行研究,根据斜拉拱受力特点首先提出拱肋弯曲和压缩总能量最小、拱肋弯曲应变能最小、拱肋压力线偏离拱轴线最小三种优化方法并对相关立论公式做了详细推导,接着采用有限元建模和Matlab数值求解相结合的方法求解斜拉拱成桥时的斜拉索索力和内力,对求解的索力和成桥状态进行比较后指出了斜拉拱成桥受力优化特点,最后给出了优化建议。

连续梁桥减震性能中阻尼影响的试验研究

阻尼是桥梁的重要动力参数之一 ,研究阻尼在减震中的作用对抗震设计很有指导价值 .通过有机玻璃连续梁桥模型振动台试验 ,分析了阻尼对模型桥梁和墩减震性能的影响 .试验表明 ,阻尼的大小对减震性能有着重要的作用 .适当的增加阻尼会降低振动幅值 ,扰乱振动过程中规则的相位 。

连续梁桥悬臂施工状态可靠度分析

通过对一座三跨预应力混凝土连续梁桥悬臂施工过程最大悬臂状态进行可靠度分析,并建立相应的可靠度分析模型。计算结果表明梁体的倾覆稳定性可靠指标不满足目标值,通过对功能函数中各个随机变量进行参数敏感性分析,从中找出对可靠指标影响最大的随机变量,最后对该随机变量进行进一步分析,确定参数取值范围,进而对实际施工过程中的临时固结措施进行调整,使梁体倾覆稳定性可靠指标达到目标值。

基于微观交通流模型的风-车-桥系统高真实度模拟

为了从微观交通流模拟和相对应全耦合风-微观交通流-桥梁数值分析框架2个角度对现有风-车-桥耦合振动系统进行精细化改进,首先定义基于元胞自动机(Cellular Automata,CA)原理的三车道微观交通流中车辆换道及行驶规则,并且将实测数据融入所建立的微观交通流模型中;其次建立微观交通流下的风-汽车-桥梁系统分析框架;最后以杭州湾跨海大桥主航道桥为例,计算了风环境下Monte-Carlo方法和CA交通模型模拟的交通流荷载作用下该桥的响应。研究结果表明:对于相同的交通流密度,CA模型计算的桥梁荷载响应变异系数、极值都比Monte-Carlo方法计算的结果小;而对于均值、交通流密度较低时,CA模型计算的结果小,反之,则大。

实际交通流作用下的车-桥耦合振动研究

采用数值方法研究某悬索桥的动力放大系数,完善了公路随机车流下的车-桥耦合振动分析系统,建立了多线程路面粗糙度的模拟技术。推导了多车轴车辆模型的运动方程,并将新的车辆动力学模型嵌入到随机车流下的车-桥耦合振动分析系统中,研究了多线程相关路面粗糙度的模拟技术,并利用快速傅里叶变换提高谐波合成模拟的效率,最后分析了车流作用下大桥的冲击效应,探讨了车-桥耦合振动效应的影响。结果表明:车流作用下,悬索桥的冲击效应明显,耦合效应使振动响应产生了一定相位差,但耦合效应没有引起主梁振幅的大幅增加;悬索桥的动力放大系数宜参照英国BS 5400规范或加拿大OHBDC.1982规范的相关规定进行取值;车速对动力放大系数有显著影响。

杭州湾跨海大桥北航道桥主塔施工阶段抖振时域分析及安全性评定

杭州湾跨海大桥处在台风多发区,北航道桥为双塔斜拉桥。本文以该斜拉桥高为178.8 m的钻石形桥塔为工程背景,对主塔在施工过程中的抗风最不利阶段进行风致抖振时域分析,从而对桥塔在施工阶段中的结构安全和施工人员安全进行评定。首先选取结构在塔柱尚未合龙时和桥塔自立阶段为抗风最不利阶段,利用有限元程序对结构进行模态分析,确定了结构的动力特性和瑞利阻尼系数。然后计算在不同风偏角下的风致响应。将结构在考虑施工过程的静力结果和抖振时域分析的结果进行叠加,得到符合实际情况的结构应力和位移。结果表明,结构应力满足规范要求,不会出现裂缝;塔柱顶部抖振振幅和狄克曼指标较大,在风力较大时宜采取有效措施保证施工人员安全。