大跨度斜拉桥拉索的抖振响应计算方法

为完善大跨度斜拉桥拉索的抖振响应计算方法,分析了桥梁抖振反应谱法的不足之处,给出了适用于大跨度斜拉桥拉索的气动阻尼计算公式。结合气动阻尼计算公式,对桥梁抖振反应谱法进行改进,进一步提出了适用于大跨度斜拉桥拉索的顺风向抖振响应均方根值的近似计算公式,并对公式的适用性和影响因素进行了分析。研究结果表明:当风速大于40 m/s且拉索无量纲垂度参数在0.76～2.29之间时,该公式具有良好的准确性。运用该公式能方便有效地计算斜拉索的顺风向抖振响应均方根值,可为相关研究及工程分析提供有效方法。     

天兴洲长江大桥风致抖振反应的控制

武汉天兴洲长江大桥南汊主桥是一座在建的主跨为504 m的双塔三索面斜拉桥,是国内跨径最大的公铁两用斜拉桥。该文计算了大桥的静阵风荷载、抖振力和相应的横向抖振反应,然后将MR智能阻尼器应用到该桥上来减小抖振反应,结果表明抖振反应的位移和加速度的最大减振率分别达到31.5%和42.2%,这说明MR阻尼器对大跨度斜拉桥抖振反应的控制是非常明显和有效的。     

湍流风速谱有效模态的POD分析法

大跨度桥梁和极端天气的出现,使得桥梁的抖振问题备受关注。然而抖振分析的最重要参数之一是风速谱,传统的抖振分析方法认为所有频率的风速会激发桥梁的抖振响应,针对此问题本文提出了基于本征正交分解（Proper Orthogonal Decomposition ）方法对风速谱分解。以某斜拉桥为算例通过对风速谱的分解研究了其有效参与模态对桥梁抖振的贡献。研究发现并不是所有频率的风速谱会激发桥梁的抖振响应,其响应与结构的自振模态和风速谱的有效湍流参与系数有关。     

非平稳极端风作用下大跨桥梁瞬态风致效应分析

为了研究非平稳风场瞬态效应对风致桥梁响应的影响,基于Hilbert谱进行全桥非平稳风场模拟,采用Cholesky分解嵌入风场空间相性,并引入2-D阶跃响应函数建立了考虑瞬态效应的非平稳风致桥梁抖振响应分析方法。通过下击暴流和台风实测数据提取Hilbert谱,从而高精度地重现真实下击暴流/台风风场。依托某大跨度悬索桥进行非平稳抖振响应分析,探究了非平稳风场瞬态效应对桥梁气动力和抖振响应的影响。研究结果表明：下击暴流风场表现出显著的非平稳特征,时变平均风致瞬态效应明显改变了风-桥耦合系统的气动特征,使阶跃响应函数呈现出显著的时变性,进而影响大跨度桥梁的抖振响应;而在台风风场中,时变平均风致瞬态效应并不显著,对气动力和桥梁抖振响应的影响几乎可以忽略。     

CFD方法的大跨度桥梁抖振荷载

采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamic,CFD）方法替代传统的桥梁节段模型风洞试验,改进了大跨度桥梁抖振力计算方法。在香港青马大桥精细有限元模型基础上,模拟周围风场对主梁桥板压力分布,计算节点抖振力,求解局部应力响应,为桥梁抖振疲劳分析和结构健康监测打下了基础。     

复杂来流桥梁抖振内力多维线性回归算法

为预测复杂来流条件下桥梁结构抖振内力,从概率统计的角度出发,探讨了桥梁结构设计风速条件下风致振动内力和位移之间存在的可解耦的线性关系,建立了桥梁风致振动内力和位移之间的多元线性回归模型,完成了线性回归模型的显著性检验,证实了多维线性回归模型的可靠性和工程实用性．将建立的回归模型应用到以空间多角度偏、斜风组合作用条件下桥梁风致振动内力分析中,得到了复杂来流条件下桥梁抖振内力预测分析的解决办法．多维线性回归算法的提出有助于由桥梁气弹模型风洞试验直接测量得到的位移结果向内力响应精确转换,避免了采用繁琐的斜风作用理论直接推算桥梁构件内力的不足．     

塔式结构在随机风荷载激励下的抗振研究

目的利用陀螺抗振阻尼器来有效地抑制塔式高耸结构在随机风荷载激励下的振动.方法根据陀螺力学和随机振动的基本理论,对陀螺抗振阻尼器的抗振机理进行了理论探讨,并对陀螺抗振阻尼器的应用效果进行了初步模型实验.结果陀螺抗振阻尼器抑振在原理上是可行的,在模型实验中也是有效的.理论分析与实验研究结果均表明,该阻尼器可以有效地抑制塔式高耸结构的振动.结论风荷载强度愈大,陀螺抗振阻尼器抗振效果愈明显.并能够抑制塔式高耸结构驰振的产生.     

斜拉桥拉索风雨激振的试验研究

风雨激振现象是斜拉桥拉索在风雨共同作用下经常发生的一种激烈的大幅振动,危害性很大,涉及固、液、气三态,情况复杂.为了揭示风雨激振的一些内在规律,进行了人工降雨雨振试验和人工水线雨振试验.通过人工降雨雨振试验,再现了拉索风雨激振现象,通过人工水线雨振试验,研究了水线的大小和位置、斜拉索动力参数及偏转角等对风雨激振的影响.试验结果表明:在拉索表面形成一定大小的上水线是拉索发生风雨激振的必要条件,且上水线要在拉索表面特定的范围内形成;增大阻尼和自振频率可有效减小拉索的风雨激振振幅;拉索的风雨激振现象只能发生在一个特定的偏转角范围内.     

斜拉桥最大双悬臂状态抖振位移响应概率描述

根据抖振反应谱法和概率统计的原理,通过斜拉桥施工阶段最大双悬臂状态抖振位移响应的参数敏感性分析,得到了斜拉桥施工阶段最大双悬臂状态抖振位移响应的概率统计特性。为斜拉桥施工阶段最大双悬臂状态抖振安全可靠度分析提供了依据。     

两种剪切型拉索减振器的振动试验

利用DASYLab5.0系列软件平台,对高阻尼橡胶阻尼器和黏性剪切型阻尼器进行拉索-阻尼器系统振动试验,分析比较了两者的减振特性。试验结果表明:安装高阻尼橡胶剪切型阻尼器后拉索阻尼有了很大提高,能达到制振要求;黏性剪切型阻尼器制振效果更为突出。     

大跨度斜拉桥风振响应及控制研究进展

现代斜拉桥以其良好的结构性能和跨越能力以及优美的外型在现代桥梁结构中占据着重要地位,本文首先介绍了大跨度斜拉桥主梁风振响应研究的现状及发展,对各种风振分析方法进行了评述。拉索是斜拉桥的重要承力部件;由于拉索质量轻,柔度大,阻尼小,在风的激励下,会发生强烈的振动,对此,结构工程师采取了各种措施来控制拉索的风致振动。就目前国内外索承重大跨桥梁拉索的振动控制装置种类进行介绍,并展望未来拉索振动的控制装置。     

基于环境振动测试的桥梁动力特性

在环境激励下对武汉理工大学理工一桥进行了动力测试,在此基础上分析了该桥梁的动力特性.重点测试了斜拉桥的索力和桥梁的振动特性,采用频差法和新基频法识别斜拉索的基频,由此求出了索力;由导纳圆拟合法识别出了桥梁的模态参数.通过实测结果与理论计算结果的比较研究,分析了桥梁的动力特性,掌握了其实际工作状态和运营情况,为进一步研究桥梁的健康检测提供了科学依据.     

拉索减振阻尼器的性能试验研究

工程中普遍采用技术较为成熟的油阻尼器抑制斜拉桥拉索的面内及面外振动.在目前的技术水平条件下,试验仍然是评价阻尼器性能的主要手段.本文进行了双阻尼器及其实索固定装置组合系统足尺试验研究,其目的是为评估阻尼器安装在实桥上时的阻尼性能,主要是连接件缝隙等因素对阻尼性能的影响.其中拉索是用钢管模拟,并与作用器连接,以施加该阻尼器所适用拉索的自振频率及振幅范围内的正弦荷载.通过记录激振位移和阻尼力时程,以计算评估阻尼效果所需的等效阻尼系数.试验结果表明:阻尼器在实际安装状况下具有较好的阻尼性能,且都具有非线性特性.     

横风作用下大跨度人行悬索桥振动使用性研究

为了研究大跨人行悬索桥(LSSF)由横向风引起的振动舒适性问题,以主跨为460 m的柔性人行桥为对象,利用谱表示法生成不同湍流强度下的脉动风时程. 基于数值模拟方法识别的18个颤振导数,计算有理函数表达的自激力. 通过横风作用下的非线性抖振响应时域分析,比较自激力和结构阻尼对抖振响应的影响,分析湍流强度对抖振响应和舒适性的影响,讨论具有不同设计参数的中央扣和抗风缆对减轻桥梁抖振响应的效果. 结果表明,自激力对大跨度人行悬索桥的抖振响应有不可忽视的影响;在平均风速为15 m/s的横风作用下,湍流强度增加50%,桥梁的抖振响应增加30%~68%;中央扣能够明显减小1/4跨和3/4跨的竖向振动;增加抗风缆刚度能够有效减小竖向及跨中横向振动.     

金马大桥抖振响应的时域分析

金马大桥是一座独塔斜拉桥与两侧T构相连接的大跨度协作体系桥梁,该桥结构形式新颖且桥位处于台风多发区,因此,对该桥进行抖振响应分析是非常必要的。首先利用谐波合成法将脉动风速模拟为多个互相关的随机过程,接着给出抖振力和自激力的时域表达式,据此对金马大桥进行了抖振响应分析。结果表明,尽管该协作体系斜拉桥采用抗扭能力较差的边主梁形式,但其抗风能力是有保证的。     

部分地锚式斜拉桥合理成桥状态二阶段确定法

研究部分地锚式斜拉桥受力特点及其合理成桥状态的确定原则,提出一种二阶段合理成桥状态下的索力确定方法.该方法采用刚性支承连续梁法确定成桥状态下的索力,并以影响矩阵法进行后续调整.根据该桥型受力特点制定了第2阶段的索力调整流程,对一座主跨1 218 m的混合梁部分地锚斜拉桥进行了计算.结果表明,按照第2阶段索力调整流程可较快确定出合理成桥状态下的索力.     

预应力混凝土斜拉桥箱梁剪力滞规律

为了揭示斜拉桥箱梁应力分布情况,对某单索面预应力混凝土斜拉桥箱梁沿纵桥向剪力滞效应的分布规律进行了研究.结果表明:单索面斜拉桥施工阶段不同的位置应采取不同的剪力滞系数进行平面杆系有限元分析,悬臂端索力作用点处该位置用轴力作用的剪力滞系数反映实际受力;索力之间的梁段在索力作用点处,根据弯矩轴力比确定的剪力滞系数反映实际受力;在索力作用点之间跨中的梁段,用弯矩作用的剪力滞系数反映实际受力,索力作用点与跨中之间的梁段,可采用线性插值求得截面剪力滞系数.     

基于几何非线性的自锚式斜拉-悬索协作体系桥成桥索力计算

目的研究确定自锚式斜拉-悬索协作体系桥成桥状态时构件的空间位置和缆索的成桥索力．方法根据无应力索长和索力的概念推导了无应力索长的索力不变原理,提出了自锚式斜拉-悬索协作体系桥成桥索力的计算方法．结果运用该方法对大连跨海大桥的设计方案进行了计算分析,利用该方法计算得到的成桥状态下斜拉索和吊索的索力均匀,主缆线形平顺．除主塔附近的加劲梁由于索距较大造成弯矩较其他区域偏大外,其他区域弯矩分布均匀合理,加劲梁的最大弯矩为14716kN·m．主塔弯矩较小且塔顶水平变位接近于零．结论计算结果表明利用该方法能够按照要求得到该类桥梁的合理成桥索力,并且通过非线性迭代计算得到的缆索无应力长度可以直接应用于施工阶段分析．