桥梁结构风致振动的探讨

风对桥梁的作用是十分复杂的现象。随着桥梁结构的大跨度发展 ,桥梁对风作用反应的敏感和复杂逐渐成为设计的控制因素。文章就桥梁抗风设计的历史和风致振动的研究现状做了分析 ,同时探讨了特大跨度桥梁待研究的风致振动的控制问题     

赵家沟拱桥更换吊杆设计

介绍了上海申江路赵家沟桥更换吊杆设计、施工技术。通过计算,论证了该桥大多数吊杆更换无法采用直接更换法,只能采用兜换法(临时替代更换);并且在吊杆构造中增加了球面支座,吊杆与桥面接触位置增设了密封充气囊。该桥施工后经过检测证明,这些措施增强了吊杆的适用性和耐久性。     

导管架建造过程风致振动分析及抑振措施的研究

近年来随着油气勘探向深水的发展,海洋工程业建造的桩基式平台越来越大,除了尺寸和吨位的增加外,平台的建造难度也大大增加。大型导管架一般都是卧式建造,建造阶段最高点离地面的距离高达110米左右。因青岛场地风大且持续时间长,有时还有台风,在建造阶段导管架某些高空悬臂杆件可能会发生风致振动,强烈的风振将会很快引起杆件端部应力集中部位的疲劳裂纹。本文对导管架风致振动进行了分析,同时讨论了目前常用的几种抑振措施。     

上海中心大厦结构抗风设计

上海中心大厦为超高层建筑,建筑立面呈三维曲面和旋转形态,合理的抗风设计对结构的安全性、适用性和经济性具有重要意义。通过对上海中心大厦的风气候、建筑外形空气动力学优化以及风洞试验研究,获得了体型系数、斯托罗哈数和地貌类别等计算参数,分析了上海中心大厦风致振动、舒适度以及调谐质量阻尼器对风振舒适度的影响。研究结果表明：采用Vickery风场模型预测得到的梯度风速比采用Georgiou模型预测得到的梯度风速有所增加;风荷载下的结构响应大于多遇地震作用下的结构响应,但小于基本烈度地震作用下的结构响应,合成位移角满足1/500限值的要求。图13表11参14     

大跨度悬索桥吊杆的参数振动

采用ANSYS分析了大跨度悬索桥吊杆在端部参数激励下的振动响应及吊杆内力的变化,并讨论了吊杆振动与吊杆内力时程的频谱特性。     

大跨越输电塔风致振动TMD控制参数研究

以某输电塔为例选取了调谐质量阻尼器(TMD)为减振装置进行参数分析,研究了质量比、频率比和阻尼比三个参数对减振效果的影响.结果表明塔顶位移、加速度减振率与TMD的模态质量比呈现正相关关系;当质量比一定时,塔顶位移、加速度减振率均对频率比较为敏感,频率比在1.00附近时减振率达到最大;减振效果对阻尼比的敏感性较低.     

拱桥短吊杆在振动作用下的破损分析及应对措施

通过对中、下承式拱桥柔性短吊杆的受力特性和破坏机理进行分析,详细阐述了在振动作用下短吊杆的结构行为影响因素,并对短吊杆的破坏提出了应对措施,以期推动拱桥的发展。     

钢筋砼中承式吊杆拱桥的构造设计与内力分析

目前,对钢筋砼吊杆拱桥的系统研究甚少,设计人员对其构造和内力计算不甚明了,本文对该桥型的一些关键构造和内力计算作了分析和探讨。     

基于振动频率法的吊杆索力测试

频率法测试索力具有快速实用准确的特点,在实际工程中有广泛实用。本文通过南水北调某系杆拱桥的介绍频率法的测试的原理及应用。     

大跨高墩城市轨道交通斜拉桥动力特性及抗风性能

以大跨高墩城市轨道交通斜拉桥的3种桥型方案为工程背景,分别建立空间有限元模型,并进行结构的动力特性计算,对其自振频率和振型特点进行对比分析;基于自主研究开发的桥梁结构分析软件BANSYS,利用二维平面流场理论和多模态耦合振动分析的方法,对大跨高墩城市轨道交通斜拉桥结构在静风荷载下的稳定性和由脉动风引起的抖振位移及抖振内力进行了对比分析。结果表明:大跨高墩城市轨道交通斜拉桥结构整体较柔,各方案之间因结构差异导致的动力特性和风致响应的差别不容忽视。     

单层筒壳的风振响应及实用抗风设计方法

运用频域分析法对单层筒壳进行风振动力响应分析,在基本参数(阻尼比参数、地貌参数、几何参数、支座高度参数)的常用变化范围内,进行大量的算例计算,然后对所得的计算结果进行统计分析,考察各参数对单层筒壳的风振响应及风振系数的影响,在此基础上提出单层筒壳抗风设计的实用方法.     

短程线型单层球面网壳风振响应参数分析及实用抗风设计方法

本文运用网壳结构频域分析法,在七种基本参数的常用变化范围内,对短程线型单层球面网壳进行风振响应分析．考察各参数对短程线型球面网壳的风振响应及控制响应所对应的风振系数的影响,然后对所得的计算结果进行统计分析和归纳．在此基础上从理论高度进行概括,提出了短程线型单层球面网壳的实用抗风设计方法．     

大跨度桥梁风振问题综述

介绍了近地边界层风特性,对桥梁结构风致振动的机理进行了探讨,并对大跨桥梁风致振动控制的研究现状进行了总结,以保证桥梁的安全工作。     

基于荷载效应的结构抗风设计方法研究

对等效静风荷载的基本理论进行分析,指出GB 50009-2001《建筑结构荷载规范》的风振系数法给出的等效静风荷载在只考虑1阶振型的前提下,能够实现各种荷载效应的等效;需考虑多阶振型的结构,只有在各阶振型完全相关的条件下,才能得到可满足全部荷载效应等效的静风荷载;一般情况下,包括阵风荷载因子法在内的计算方法,给出的等效静风荷载只能保证单个或多个响应目标的等效,其他荷载效应存在较大不确定性,可能造成据此进行的抗风设计偏于保守或不安全。为克服这些传统抗风设计方法的局限,提出了直接以荷载效应包络值进行结构抗风设计的基本思路：结合风洞试验得到各种荷载效应在不同风向角下可能出现的上、下限值,再将其与其他荷载作用下的效应直接组合进行结构设计。通过工程实例分析表明,采用阵风荷载因子法得出的等效静风荷载值可能导致其他荷载效应被大大高估,而直接采用荷载效应包络值用于结构设计,不但其值准确,且易于操作。     

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。     

高矢跨比椭圆抛物面弦支穹顶风振系数研究

常州市体育馆弦支穹顶,采用Levy型索杆体系以及外部联方型和内部凯威特型网格单层网壳。与常规已研究的弦支穹顶相比,其高矢跨比使网壳具有较大刚度,其椭圆抛物面外形使屋盖在水平风载作用下既存在风吸区也存在风压区。结合工程进行了高矢跨比椭圆抛物面弦支穹顶的风振时域分析,研究了网壳和索杆系的风振响应,在风振作用下,拉索索力和支座竖向反力减小,但拉索未松弛,风载未超过恒载;索杆系应力的均值和波动范围较小;网壳的纵轴和横轴上的响应变化规律较为一致,最大竖向位移出现在靠近中心的2~4环;网壳内环的竖向位移风振系数比较均匀,外环波动较大。通过统计风振响应参数,探讨了整体风振系数的计算方法。基于响应均值和最大值的线性关系,采用风振响应与平均风静力响应的最大值之比作为适用于风载静力分析的整体风振系数,并提出不同风向下的建议值。方法简便,无需判定奇点和统计各样本响应时程。风振响应分析结论及整体风振系数计算方法和结果,可为类似结构的抗风     

粤港澳地区超高层结构抗风设计若干问题

通过提炼汇总及逐项解读,对粤港澳三地规范体系中关于风荷载计算方法及其主要影响参数,以及风致位移响应和加速度控制标准等方面进行了系统对比。通过假想案例对三地规范风致位移角控制的宽严程度进行了比较,结果表明三地控制原则存在一定差异,粤规范控制标准居中。基于某突破粤规范限值的真实案例,从结构整体稳定、抗震性能、非结构构件及机电设备需求等方面探讨了风致位移角突破规范限值的可行性;并介绍了由此引起风振加速度偏大时的应对方案,建议视乎项目定位及对舒适度的需求标准,而考虑采用TSD等吸能减振措施改善结构的风振舒适度。     

单层球面网壳结构的风振及其参数分析

大跨度网壳结构日趋多样化、大型化、复杂化．风荷载常常起主要甚至决定性作用，风振动力响应特性研究日益受到关注与重视．目前，网壳结构的抗风设计参数取值方法尚不完善，大多沿用高层或高耸结构设计规范．本文讨论了网壳结构风振响应的时程分析计算方法，并利用节点位移风振系数、单元内力风振系数等概念来衡量网壳结构风振特性．对一类K6—6型单层球面网壳结构进行了包括几何参数、结构参数、阻尼比参数、边界约束参数、平均风速参数等多种工况的风振特性参数影响分析，得出该类单层球面网壳结构在上述各种参数工况下风振系数的变化规律，为单层网壳结构抗风设计、防灾分析提供一定参考．     

两类悬索桥吊索气动稳定性比较研究

大跨度悬索桥吊索常发生大幅风致振动,一种可能的机理为吊索索股间的尾流致振。为研究吊索表面粗糙度对其气动稳定性的影响,分别针对平行钢丝吊索和钢绞线吊索,制作表面光滑、粗糙索股模型,进行测力风洞试验,得到光滑和粗糙下游索股的平均气动力系数,在此基础上,依据Routh-Hurwitz稳定性判据,对平行钢丝吊索和钢绞线吊索的气动失稳区域进行比较研究。结果表明：平行钢丝吊索与钢绞线吊索的平均气动力系数空间分布特征存在较明显区别;两种吊索的不稳定区域整体上呈条带状,宽度约为1~2D,且平行钢丝吊索的失稳区域向中心线两边发散的比钢绞线吊索更为明显;在3≤X≤4区域,尾流吊索发生气动失稳可能性较大,特别是钢绞线吊索。     

Wind-induced vibration control of Hefei TV tower with fluid viscous damper

The Hefei TV tower is taken as an analytical case to examine the control method with a fluid viscous damper under wind load fluctuation. Firstly, according to the random vibration theory, the effect of fluctuating wind on the tower can be modeled as a 19-dimensional correlated random process, and the wind-induced vibration analysis of the tower subjected to dynamic wind load was further obtained. On the basis of the others’ works, a bimodel dynamic model is proposed. Finally, a dynamic model is proposed to study the wind-induced vibration control analysis using viscous fluid dampers, and the optimal damping coefficient is obtained regarding the wind-induced response of the upper turret as optimization objectives. Analysis results show that the maximum peak response of the tower under dynamic wind load is far beyond the allowable range of the code. The wind-induced responses and the wind vibration input energy of the tower are decreased greatly by using a fluid viscous damper, and the peak acceleration responses of the upper turret is reduced by 43.4%. __________ Translated from Journal of Southeast University (Natural Science Edition), 2008, 37(6): 1018–1022 [译自: 东南大学学报(自然科学版)]