风嘴对流线形钢箱梁涡振性能影响试验和CFD研究

为了研究风嘴对流线形钢箱梁涡振性能的影响，以顺德斜拉桥为工程背景，通过节段模型测振风洞试验研究流线形钢箱梁涡振性能，研究发现：原设计断面在成桥状态出现超过规范限值的竖弯涡振和扭转涡振；为提高风洞模型试验效率，首先采用CFD的方法分析了62°、50°和40°风嘴对断面流场特性的影响，结果表明小角度风嘴可以进一步强化断面流线形、降低迎风侧的负压力并改变断面漩涡的规模和位置。随后通过主梁节段模型风洞试验验证了40°风嘴的气动优化措施能较好地消减涡振，该研究可为流线形钢箱梁涡振性能研究提供参考。     

单叶双曲面独柱塔双幅四索面斜拉桥探讨

针对城市宽幅斜拉桥,提出单叶双曲面独柱桥塔双幅四索面斜拉桥.以双幅分离式钢箱梁桥面替代宽幅钢箱梁桥面,单叶双曲面独柱桥塔替代双肢柱桥塔,四索面斜拉桥替代双索面斜拉桥.单叶双曲面独柱塔桥塔底厚实,可保证独柱桥塔结构承载力;桥塔腰部细小,司机视野开阔;较宽的桥塔顶部,可方便斜拉索分散锚固.结合200m+420m+200m单...     

挑臂式钢箱梁抗风性能研究

公铁平层合建桥梁主梁采用挑臂式钢箱梁形式可使结构轻盈美观,经济性好。文章为某座采用该种形式主梁的公铁平层合建斜拉桥的抗风性能,对其开展风洞试验研究。利用有限元软件ANSYS建立该桥的有限元模型计算其动力特性,并按照1:75几何缩尺比制作主梁标准节段模型进行风洞试验。试验结果表明该桥驰振、颤振和涡激共振稳定性满足规范要求,建议使用阻尼器或气动控制措施进一步控制扭转涡振振幅以保证列车运行的安全性。     

大攻角及桥面粗糙度对扁平钢箱梁涡振性能的影响

为探究大攻角及桥面粗糙度对扁平钢箱梁涡振性能的影响,对寸滩长江大桥主梁进行了风洞试验。应用Matlab软件模拟桥面粗糙度变化范围,根据模拟结果选取对应的砂纸在试验中模拟桥面粗糙度,分析了攻角及桥面粗糙度对扁平钢箱梁涡振区间及幅值的影响。试验研究表明:在大攻角下扁平钢箱梁的涡振振幅和范围明显增大,对桥址位于山区等容易发生大风攻角的地区的桥梁应进行大攻角试验。扁平钢箱梁的涡振响应随着桥面粗糙度增大而减小。正攻角范围内,桥面粗糙度对涡振响应的影响随着攻角减小而增大。桥面粗糙度发生变化时,扭转涡振响应更加敏感,变化幅度大于竖向涡振响应变化幅度。     

斜拉桥钢箱梁涡振性能风洞试验研究

针对钢箱梁斜拉桥,通过节段模型的风洞试验,研究了其成桥状态主梁的涡振性能。试验结 果表明,该桥在风攻角α=0°、+3°、-3°下均发生了明显的扭转涡激振动,其振幅在容许范围内;在α=+3° 下发生了较大竖向涡激振动,且竖向涡振振幅超过了容许值。最后,对该桥提出了抗风性能的改善措施。     

基于大尺度节段模型的悬索桥涡激振动控制气动措施研究

针对扁平钢箱梁悬索桥,通过节段模型的风洞试验,研究了其成桥状态主梁的涡振性能。试验中,采用风攻角α=0°、 3°、-3°研究该桥涡激振动特性,以及研究采用导流板气动措施制振效果。     

大攻角来流作用下扁平钢箱梁涡振性能风洞试验优化研究

大攻角来流情况下,流线型箱梁的气动特性会发生显著变化,为研究大攻角来流作用下扁平钢箱梁涡激振动性能,以某流线型扁平钢箱梁断面为研究背景,基于1∶40节段模型风洞试验,研究了检修车轨道位置和检修车轨道导流板设置、桥面防撞护栏类型、人行道防撞护栏类型以及阻尼比和攻角等对加劲梁涡激振动性能的影响。研究结果表明,在大攻角来流作用下,改变人行道护栏类型对竖向和扭转涡激振动响应具有明显的影响;桥面防撞护栏对加劲梁涡振响应影响较小;背风侧检修车轨道是引起加劲梁涡激振动的主要影响因素;检修车轨道内侧导流板能够有效的抑制竖向涡振,外侧导流板能减小扭转涡振的风速区间。     

大跨斜拉桥钢箱梁空间有限元分析

为了研究大跨斜拉桥扁平钢箱梁在车辆荷载作用下的受力特点,本文以一斜拉桥为工程背景,建立了整体有限元模型和局部模型。在对整体模型分析的基础上,应用子模型法对该斜拉桥扁平钢箱梁各关键截面进行了有限元受力分析,研究了其应力水平及其分布特点,并总结了大跨斜拉桥扁平钢箱梁的受力特性。其结论可以为同类型桥扁平钢箱梁的设计提供参考。     

独塔单索面大跨度斜拉桥风洞试验研究

非对称式独塔斜拉桥结构新颖、造型美观,在桥梁工程中有着广泛的应用。以主跨200 m的八尺门独塔斜拉桥为工程背景,在结构动力特性分析的基础上,采用节段模型风洞试验对其成桥和施工两种状态下的颤振和涡振性能进行了详细的研究。节段模型风洞试验表明,由于主梁采用了气动性能较好的流线型断面,其颤振和涡振稳定性均满足规范要求。     

分体式双箱梁涡振气动控制措施数值模拟

分体式钢箱梁可较大幅度提高颤振临界风速,但较容易引起桥梁涡振,以国内某大跨悬索桥涡激共振为背景,对分体式双箱梁分别增设风障、导流板和纵向格栅后的涡振响应进行纯数值模拟,对比分析了导流板和纵向格栅在一阶正对称竖弯、一阶反对称扭转和七阶竖弯模态,风攻角范围为+3°～-3°情况下的涡振控制效果,基于上述气动措施的流场特性,对其涡振减振机理进行了研究。研究结果表明,风障可以有效降低竖弯涡振振幅,但对扭转涡振振幅具有放大作用;导流板的涡振控制效果与风攻角和风速有关;纵向格栅对正、负风攻角下的竖弯和扭转涡振均有很好的控制效果。     

闭口钢箱梁悬索桥涡振多尺度模型风洞试验

闭口钢箱梁悬索桥涡振对行车安全、结构耐久和行人舒适度等十分不利。模型风洞试验是研究悬索桥涡振的主要手段。由于涡振对断面气动外形、结构阻尼和雷诺数较为敏感,节段模型和全桥模型涡振试验中都存在缩尺效应。基于闭口钢箱梁悬索桥1∶122全桥气弹模型、1∶60小尺度节段模型和1∶20大尺度节段模型等三组风洞试验发现模型试验中涡振的尺度效应表现为尺寸增大后涡振风速锁定区间变窄并提前但振幅降低。全桥模型试验主缆涡激力激发了加劲梁桥塔和主缆三者高风速涡振现象。     

斜拉桥宽幅扁平钢箱梁有效宽度的探讨

针对斜拉桥宽幅扁平钢箱梁,研究其受力特性对剪力滞效应的影响,通过计算某钢斜拉桥主梁翼缘的有效宽度,探讨考虑翼缘有效宽度的必要性,为斜拉桥宽幅扁平钢箱梁断面的设计提供了指导。     

大跨度斜拉桥扁平钢箱梁的多尺度可靠度分析研究

以润扬大桥斜拉桥为分析对象,提出了扁平钢箱梁结构的多尺度可靠度分析方法。采用子结构方法将扁平钢箱梁整体结构尺度模型和局部构件尺度模型相互衔接,在此基础上采用改进响应面法分析了扁平钢箱梁结构的静力可靠度。分析结果表明：①采用改进响应面法能有效地解决传统响应面法存在的收敛失败和计算误差大的缺点;②采用钢箱梁多尺度模型可以较准确地计算斜拉桥在活荷载作用下的静力可靠指标;③钢箱梁活荷载的分布方式和斜拉桥的几何非线性对斜拉桥静力可靠度具有较大的影响;④采用钢箱梁多尺度模型,可以较真实地研究钢箱梁局部构件损伤对斜拉桥静力可靠度的影响。钢箱梁局部构件损伤对斜拉桥静力可靠指标的影响程度要明显大于对斜拉桥静力特性的影响。因此,在斜拉桥钢箱梁的可靠度设计与状态评估中需要计入结构多尺度效应的影响。     

钝角风嘴箱梁涡振性能及其气动控制措施研究

某大跨度钢箱梁市政悬索桥主梁风嘴短而钝,箱梁底部有检修车轨道,主梁竖向及扭转涡振明显。文章基于1∶50节段模型风洞试验,结合计算流体动力学(CFD)数值模拟,以均匀来流为风洞试验条件,研究了栏杆、导流板和风嘴等对主梁涡振性能的影响,并提出了最优方案。研究表明,风攻角的变化会使涡振锁定风速和振幅均产生变化;栏杆隔三封一能有效地抑制主梁涡振,但可能会影响市政桥梁的美观;加设小风嘴有利于减小甚至消除涡振,且其施工简单,便于工程应用。     

大型斜拉桥风致振动机理及分析方法

本文从空气作用力引起斜拉桥各种风致振动的机理出发,探讨斜拉桥颤振、驰振、涡激振动、抖振的分析方法,为大型斜拉桥空气动力稳定性分析提供参考。     

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。     

双幅并列T型刚构公路桥涡振性能的风洞试验研究

文章针对某市政桥梁,采用大比例尺全桥气弹模型,对其T型刚构的涡振性能进行了风洞试验研究。为考察布置紧凑两幅间的气动干扰,在T型刚构气弹模型之外,特别设置了其引桥及与其并幅桥梁的刚体模型,并分别在均匀流与紊流场,就T型刚构分别处于迎风及背风侧的条件下,详细考察T型刚构主梁在各设定风偏角下的涡振响应。研究结果表明:仅在正交均匀流高风速条件下,处于背风侧的右幅T构主梁发生明显的竖向涡激振动,而在其他试验工况下则再未发生。表明了对于紧凑布置的、双幅并列市政桥梁,双幅间的气动干扰效应及风向、紊流度对其竖向涡激振动性能影响显著。     

斜拉桥钢箱梁悬拼合龙的施工测量技术

在斜拉桥钢箱梁施工过程中,钢箱梁悬拼合龙是非常重要的一个环节。为保证施工质量,需要做好施工测量工作。文章以实际工程为例,对斜拉桥钢箱梁悬拼合龙施工测量技术进行了介绍。通过采用CAD三维建模测量技术,顺利完成了斜拉桥钢箱梁悬拼合龙施工。     

基于表面风压分析的分离式双箱梁流场特性研究

为研究分离式双箱梁流场特性,以某分离式双箱梁断面斜拉桥为研究对象,采用节段模型测振与测压试验的方法得到分离式双箱梁不同状态下的表面风压,通过对风压进行分析处理得到不同状态下风压脉动主频分布及平均风压系数分布。在振动状态下,对扭转涡振锁定区间内及超出扭转涡振锁定区间后分离式双箱梁模型表面风的压力脉动主频分布区域的变化进行归纳总结,并与分离式双箱梁节段模型测振试验进行对比。在扭转涡振锁定区间内,对分离式双箱梁模型表面平均风压系数变化趋势进行对比; 对处于扭转涡振振幅上升阶段、振幅最大阶段、振幅下降阶段的分离式双箱梁模型表面风的压力脉动主频与模型扭转基频相等的区域变化范围进行归纳总结; 对分离式双箱梁不同状态下平均风压系数分布进行对比。结果表明:分离式双箱梁空隙内侧的涡脱是其产生扭转涡振的必要条件; 在涡振锁定区间内不同风速下,分离式双箱梁平均风压系数的变化规律一致; 上表面风压主频与扭转基频相同的区域随着风速的提高而缩小; 分离式双箱梁上游下表面平均风压系数受运动状态的影响较小。     

铁路斜拉桥曲线钢箱梁制造关键技术

以贵广铁路穗盐路斜拉桥钢箱梁为研究对象,对钢箱梁制造特点及难点进行了介绍,并阐述了钢箱梁单元件,锚箱块体,块体匹配等关键制造技术,为同类工程施工积累了一定经验。