环境风场长期作用下某大跨悬索桥抖振疲劳寿命分析

为探讨环境风场长期作用下大跨悬索桥的抖振疲劳,基于东海某大跨度悬索桥的风场监测系统,对桥址处的平均风速进行了现场的连续观测,针对两年的实测结果,探讨了桥位处"疲劳风"的风速风向分布规律;同时基于风速分解,提出考虑风向影响的结构抖振疲劳时域分析方法,并以东海悬索桥为对象进行了探讨。结果表明,疲劳风速分布表现为正偏态,同时能很好地采用Weibull分布进行拟合;该桥加劲梁的风振疲劳损伤对风速的变化非常敏感,在运营过程中,强风作用下加劲梁损伤应受到重视;根据桥位处的疲劳风速风向分布,得到各风向风速的发生概率及持续时间,该桥加劲梁的风振疲劳寿命远大于桥梁结构的设计使用期100年。     

基于节段模型测振试验的大跨度桥梁抖振响应预测

传统大跨度桥梁抖振响应计算是基于颤抖振理论,并借助节段模型测压或测力试验进行,目前鲜有通过节段模型测振试验实现桥梁抖振响应预测的报道。基于抖振分析理论推导了考虑三维效应的两波数抖振力,并根据综合传递函数的概念提出了基于节段模型测振试验的大跨度桥梁抖振响应预测方法。以某流线型箱梁悬索桥为例,通过节段模型及全桥气弹模型试验研究了该预测方法的精度及可行性。结果表明:结构展宽比对综合传递函数识别精度存在影响,展宽比越大,识别精度越高。即使在湍流积分尺度并未远大于结构宽度的前提下,增大模型展宽比可有效减弱三维效应的影响。基于节段模型测振试验识别综合传递函数的方法可用于大跨度桥梁抖振响应的预测,该方法预测结果偏于保守。     

考虑特征紊流影响的大跨桥梁静风稳定分析方法

为了研究特征紊流抖振力对大跨度桥梁静风稳定性的影响,提出了特征紊流气动力模型,建立了考虑特征紊流影响的大跨度桥梁静风稳定分析方法。通过采用风洞实测气动力系数谱模拟特征紊流气动力系数时程,利用动力有限元算法计算了西堠门大桥的位移响应,分析了特征紊流对其静风稳定的影响。结果表明：结构仅仅是在平衡位置附近作微幅振动,特征紊流对西堠门大桥静风稳定临界风速和失稳形态没有明显影响。主要是因为特征紊流是窄带的随机过程,其能量主要集中在某一个频率附近,对西堠门大桥而言,该频率远高于结构的基频,所以特征紊流气动力未能激起较大的位移响应。     

切向吹气对跨声速抖振边界及载荷的控制作用

针对限制客机及运输机飞行包线的跨声速抖振问题,该文采用数值模拟方法研究了基于Venturi管的切向狭缝吹气对其边界及载荷的控制作用。结果表明：在上翼面激波位置附近进行切向狭缝吹气控制,能增大跨声速抖振的始发迎角,且在迎角大于抖振始发迎角条件下显著增大升力;不同抖振迎角条件下,不同吹气位置、不同吹气总压比的切向狭缝吹气结果表明,在上翼面激波上游位置吹气,能有效抑制激波振荡,从而显著降低激波抖振强度并同时弱化分离泡之间的相互作用,进而形成了高频低能量激励;吹气总压比变化对该位置吹气的控制效果基本无影响;在激波中间位置及激波下游位置吹气,虽然也对抖振荷载有一定减缓作用但效果不显著。     

一次强风作用下大跨度桥梁主梁非平稳抖振可靠性分析

抖振可靠性评估对保障大型桥梁结构在强风作用下的安全性具有十分重要的意义。在已有研究基础上,基于非平稳风场模型和精细化的抖振时域分析方法,并考虑抖振响应的非平稳性和非高斯特征,构建了大跨度桥梁主梁非平稳抖振可靠性分析的方法流程。非平稳脉动风速的模拟基于进化谱理论采用谐波合成法并引入均匀调制函数来实现。静风力荷载采用规范公式求解,非平稳抖振力采用准定常气动理论并引入气动导纳公式来修正其误差进行模拟,气动自激力通过引入单元气动刚度矩阵与气动阻尼矩阵实现。对于精细化有限元分析得到的抖振响应,采用Winterstein修正模型对其进行高斯转换,并考虑响应方差的时变特性,采用基于Poisson假定的首次超越概率来求解非平稳抖振动力可靠性。应用所提出的方法流程对某大跨度斜拉桥在一次强风作用下的抖振可靠性进行了分析评估,证明了其有效性。     

基于Hilbert-Huang变换的大跨桥梁非线性抖振响应时频分析

以新疆赛吾迭格尔悬索桥为工程背景,研究非线性抖振响应的时频特性。提出了Fourier变换识别桥梁抖振响应的频谱的失真问题,从信号分析的角度寻找失真的原因,从结构动力学角度探讨响应非平稳性的导因。为解决这个问题,引入Hilbert-Huang变换(HHT变换)分析响应的边际谱。并分析HHT变换中经验模态分量的时频,从风工程角度探讨经验模态分量的物理意义。分析结果表明,大跨桥梁的颤抖振响应具有一定的非平稳性,HHT变换识别抖振响应的频谱时比Fourier变换精度更高。     

大跨空间结构风振响应及其计算与试验方法

大跨空间结构体系广泛应用于工业和民用建筑中，并且日趋大型化，多样化，复杂化，风荷载已成为该类结构抗风设计，防灾减灾分析的控制荷载之一，文中针对大跨空间结构，分析了风振形式及其机理，阐述了风振响应计算方法和试验方法。指出随机振动理论，有限单元法和数值分析理论是大跨空间结构风振响应计算的有效理论工具，风洞试验是研究结构风振的主要实验手段，结构风振数值模拟方法具有广阔发展前景。最后，提出值得进一步研究的若干问题。     

风载对连续刚构桥梁影响分析

以高墩、大跨度连续刚构桥梁为例,结合设计参数,对其抗风计算方法及相应的计算结果进行分析并提出若干措施,可为同类计算提供参考。     

多重双频率调谐质量阻尼器制振性能及对桥梁抖振的控制

DTMD是一种新型的具有双频率的调谐质量阻尼器,与普通TMD相比,可以同时实现对主梁竖向和扭转振动的控制,具有较高的控制效率,但DTMD与TMD相似,控制效率对参数失调较敏感。基于Scanlan多模态耦合抖振理论,提出桥梁多模态耦合抖振多重DTMD控制理论,列式中考虑了多模态参与作用和模态间气动耦合效应,并编制了多重DTMD抖振控制和参数分析程序。最后以一座斜拉桥为算例,研究了多重DTMD的制振性能,讨论了多重DTMD频率带宽、DTMD个数和阻尼比等参数对控制效率的影响,并对多重DTMD的设计提出建议。     

大跨柱面网壳结构风荷载试验研究

干煤棚结构一般采用轻质屋面体系,是一种典型的风敏感结构,因此风荷载是结构设计中不可忽视的问题。该文以某热电厂大跨度柱面网壳煤棚工程项目为背景,为了获得准确的用于结构设计的风荷载数据,进行了刚性模型测压风洞试验,考虑了风向角、煤堆以及周边建筑的气动干扰等因素对煤棚体型系数的影响。结果表明:来流风作用在端部山墙上呈90°～120°夹角时,测点的体型系数较大。在90°来流风时,半封闭端部山墙对结构是非常不利的,来流对煤棚顶部会有更大的风荷载。根据研究发现,模型的顶部体型系数相对较大,在建设煤棚时应对其顶部进行加固。     

A Comparative Assessment of Aerodynamic Models for Buffeting and Flutter of Long-Span Bridges

Wind-induced vibrations commonly represent the leading criterion in the design of long-span bridges. The aerodynamic forces in bridge aerodynamics are mainly based on the quasi-steady and linear unsteady theory. This paper aims to investigate different formulations of self-excited and buffeting forces in the time domain by comparing the dynamic response of a multi-span cable-stayed bridge during the critical erection condition. The bridge is selected to represent a typical reference object with a bluff concrete box girder for large river crossings. The models are viewed from a perspective of model complexity, comparing the influence of the aerodynamic properties implied in the aerodynamic models, such as aerodynamic damping and stiffness, fluid memory in the buffeting and self-excited forces, aerodynamic nonlinearity, and aerodynamic coupling on the bridge response. The selected models are studied for a wind-speed range that is typical for the construction stage for two levels of turbulence intensity. Furthermore, a simplified method for the computation of buffeting forces including the aerodynamic admittance is presented, in which rational approximation is avoided. The critical flutter velocities are also compared for the selected models under laminar flow.     

一种新型的刚性化电引火元件

文章对新型刚性化电引火元件的结构、电阻、生产工艺及其技术参数进行了全面的介绍,分析表明此种结构的电引火元件抗机械应力强度好、质量可靠、工艺简单、制造成本低,符合我国国情,值得借鉴和推广.     

静风效应对大跨径悬索桥空气动力行为的影响研究

大跨径悬索桥对风的作用非常敏感，静风荷载作用产生的非线性效应对大跨径悬索桥的空气动力行为（主要指颤振）将产生不容忽视的影响，考虑静风荷载作用引起的结构动力特性以及作用在结构上空气动力的非线性变化因素，提出了基于静风平衡状态的三维非线性颤振有限元分析方法，并编制了计算程序，以润扬长江大桥为工程背景进行了分析和研究，并揭示了静风效应对大跨径悬索桥动力特性和颤振影响的程度和机理。     

V型钢筋混凝土结构拱桥的控制爆破拆除

为了拆除一座斜拱断面尺寸大、配筋高、周边环境复杂的长149.22 m连续钢构的V型拱桥,研究其控制爆破拆除方案及相关爆破参数.针对桥梁的特点,采取了对桥梁的斜拱下部及其上方箱型梁进行预拆除后再爆破的原地坍塌拆除方案.下部斜拱处爆破切口的断面宽度4.02～5.75 m、厚度1.8m,切口长度6m,采用水平布孔;上部箱梁切口的腹板断面宽度0.5～0.9m、高度1.7m,切口长度3m,采用垂直布孔;所有炮孔均采用分段装药结构;下部切口间的起爆时差0.5s,上、下切口的起爆延时0.5～0.7 s;爆破切口区域进行覆盖防护和近体遮挡防护,并在爆破切口下方堆砌松软土埂以减弱桥体坍塌的触地冲击振动.爆破效果良好,有效控制了爆破飞石和桥体坍塌引起的振动效应等危害.     

移动载荷作用下斜拉桥结构的动态响应计算分析

运用斜拉桥的近似分析方法,将漂浮体系的斜拉桥结构简化成两端简支且中间离散弹性支撑梁、变地基系数梁和均匀地基系数地基梁三种模型。建立了移动载荷作用下斜拉桥结构的动力学方程,用四阶龙格库塔法对动力学方程进行了计算,对三种模型的固有频率和三种模型在相同移动载荷作用下的动态响应进行了比较,并对移动载荷移动速度、垂直振动的刚度和阻尼对桥梁动态响应的影响进行分析。结果表明,当拉索等效弹性系数较小时,三种模型的固有频率和挠度曲线差别较小,当拉索等效弹性系数较大时,三种模型的固有频率和挠度曲线差别明显;桥梁动态响应的频谱由桥梁的固有频率和移动载荷的自振频率组成;移动载荷垂直振动的刚度越大,阻尼越小,桥梁振动的响应越大。     

随机刚架结构在平稳随机激励下的动力响应分析

文中研究了随机刚架结构的平稳随机响应问题。考虑结构物理参数的随机性，导出了结构在平稳随机激励下位移响应均方值和应力响应均方值的均值、方差和变异系数的计算表达式。通过算例考察了结构物理参数的随机性对结构动力响应均方值随机性的影响，并获得了若干有意义的结论。     

复杂环境刚架拱桥电子雷管拆除爆破控制技术

以工程爆破实践为背景,介绍了电子雷管在复杂环境刚架拱桥拆除爆破中的具体应用。通过爆破方案设计,研究了电子雷管的孔网参数、延时时间、起爆区域划分、起爆方式及桥梁塌落过程,并对爆破效果进行了分析,指出电子雷管能更加精准地实现桥梁按照要求依次塌落和减小爆破振动,为促进桥梁拆除爆破向更安全和更环保方向发展提供了借鉴。     

架桥机移动模架销轴断裂分析

通过断口分析、化学成分分析、非金属夹杂物检验、力学性能测试、金相检验以及销轴受力及焊接工艺分析,对移动模架销轴的断裂原因进行了分析。结果表明:焊接接头结构设计或焊接工艺不当,形成粗大马氏体组织缺陷或裂纹,是造成该轴脆性断裂的主要原因,并提出了预防措施。     

复杂环境刚架拱桥电子雷管拆除爆破控制技术

以工程爆破实践为背景,介绍了电子雷管在复杂环境刚架拱桥拆除爆破中的具体应用。通过爆破方案设计,研究了电子雷管的孔网参数、延时时间、起爆区域划分、起爆方式及桥梁塌落过程,并对爆破效果进行了分析,指出电子雷管能更加精准地实现桥梁按照要求依次塌落和减小爆破振动,为促进桥梁拆除爆破向更安全和更环保方向发展提供了借鉴。