基于CFD的桥梁三分力系数识别的数值研究

用CFD方法研究桥梁周围的风场特征,不仅能得到流场的压力、速度和涡旋的分布,还能提取桥梁的各种气动参数。对以一大跨度桥梁断面为例的扁平单箱梁模型进行了不同攻角下的三分力系数CFD数值识别,将识别结果与风洞试验值进行了对比,并画出了0°攻角下的压强和速度分布图,验证了采用CFD技术识别桥梁三分力系数方法的可行性与可靠性。     

基于数值风洞的桥梁断面三分力系数模拟

用以计算流体动力学(CFD)为基础的数值风洞代替物理风洞模拟桥梁周围的风场特征,不仅能得到流场的压力、速度和涡旋的分布,还能提取桥梁的各种气动参数,为流固耦合的计算奠定基础。以一大跨度桥梁的扁平箱梁为模型进行了-10°~10°攻角下的风场模拟,通过改变边界条件的方法改变风攻角,提取三分力系数,并将计算结果与已有的风洞试验值相比较,吻合较好,最后绘出的0°攻角下的速度、流线和压力云图可以形象地描述流场的变化情况。验证了采用CFD技术模拟风场特征,识别桥梁三分力系数方法的可行性与可靠性。     

大跨度双层桁架主梁三分力系数识别

采用风洞试验与计算流体力学（CFD）相结合的方法,对某公铁两用斜拉桥双层桁架主梁在?10°~10°风攻角下的三分力系数进行研究. 利用风洞试验技术测试成桥及施工阶段不同风攻角下主梁的气动力,并识别相应的三分力系数;基于标准k-ε双方程湍流模型建立三维数值计算模型,识别不同风攻角下三分力系数结果,并将其与风洞试验结果对比;结合2种方法研究雷诺数、桥面附属物和公路及铁路交通状况等因素对主梁气动特性的影响. 结果表明低风攻角下雷诺数对主梁气动特性影响较小,可忽略不计,并提出了高风攻角下识别双层桁架三分力系数最低雷诺数的建议值;桥面附属物对主梁阻力系数影响显著,下层桥面附属物有效降低了主梁升力系数;公路车辆对主梁气动系数影响较小,迎风侧列车对主梁阻力系数、升力系数影响显著,背风侧列车对主梁力矩系数影响显著.     

带挑臂箱梁涡振气动控制试验

为尝试一种有效控制带挑臂箱梁涡振的气动措施,以某叠合箱梁斜拉桥为背景,在同济大学TJ-1边界层风洞进行了1∶50缩尺模型10个工况的对比试验,研究移动检修轨道、增设不同形式的导流板和扰流板等气动措施的抑振效果.结果表明:带挑臂箱梁涡振振幅随着风攻角增大而增大,涡振性能对风攻角比较敏感;导流板可能会增大带挑臂箱梁涡振振幅,导流板的夹角和水平板的宽度是影响抑振效果的关键因素,夹角越大,水平板越宽,抑振效果越好;在设有导流板的情况下,检修轨道对带挑臂箱梁涡振性能没有影响,移动检修轨道没有抑振效果;扰流板对带挑臂箱梁抑振效果明显,在一定范围内扰流板越宽抑振效果越明显,而且扰流板对涡振的控制效果同风攻角有密切关系.     

极端桥梁断面雷诺数效应研究

利用热线风速仪对两种极端桥梁断面的尾迹区的脉动风风速进行了测量，以模型高度为特征尺寸换算得到Strouhal数，并利用天平测得模型的三分力系数．以此为基础，分析了以梁高为特征尺寸的雷诺数与上述参数的关系．试验结果表明，在以Ⅱ形梁为代表的钝体桥梁断面中雷诺数效应很小，可以忽略不计；在以南京二桥为代表的流线形断面的雷诺数效应不可以忽略，同时，试验表明传统的低雷诺数风洞试验给出的三分力系数结果偏于保守．     

分段三次多项式插值的节点导数研究

分段三次多项式插值是科学实验和计算机地图制图中数据处理的重要方法。分析Akima五点法的缺点,研究评价节点导数计算方法优劣的标准,进而提出用方位角的平均值确定节点导数的算法,得到一种图形效果优于Akima五点法的插值新方法。     

土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板的研制与验证

真三轴仪是研究复杂应力状态下土体力学特性的理想仪器,但如何保持加载结构与土体之间无摩擦力且三个方向无干扰加载是真三轴仪研制的技术瓶颈。针对“刚柔复合型”真三轴仪中刚性加载板与试样之间的双向摩擦力问题,基于土体与加载板之间的接触由“整体接触变为分散式接触、滑动摩擦变为滚动摩擦”的减摩新方法,研制了土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板。详细介绍了该装置的结构原理和细部构造,通过大型直剪试验和数值计算论证了分散式接触代替整体式接触、滑动摩擦变为滚动摩擦的减摩措施效果。结果表明,1）试样与加载板之间的摩擦系数低至0.023,与传统减摩方法相比,摩擦系数可降低90%以上。2）与整体式接触相比,分散式接触可使试样3个方向的应力和变形更为均匀,并较大程度地降低试样与加载板之间的摩擦力。3）采用分散式滑块相互搭接并预留间隙方法满足随试样同步变形,实现了大变形条件下（竖向最大变形量90 mm,应变达15%）真三轴试验的三向无干扰独立加载。土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板的成功研制,有效消除了试样与加载板之间的界面摩阻力,使试样在接触面切线方向上可以自由双向变形,又实现大变形条件下三向加载互不干扰,破解了真三轴仪研制中的关键技术难题。     

桥梁节段模型风力试验研究

通过桥梁节段模型风洞试验测量了桥梁的风力 ,研究了桥面护栏和隔离带以及变模型长度对模型风力的影响 ,并分析了桥的驰振稳定性和颤振稳定性 .试验结果表明 :设计试验方案以及应用试验结果时应考虑模型长度、桥面护栏及隔离带的影响 .     

嘉韶大桥刚性铰内部支座试验研究

参考有限元分析结果,对实桥进行缩尺和简化,模拟刚性铰及内部支座的实际工作环境,进行刚性铰模型试验.实验表明在受力复杂的工作环境下,聚四氟乙烯材料滑板的耐磨性稍优于超高分子量聚乙烯滑板支座,带球铰的滑板支座优于不带球铰的滑板支座.设置调节支座间隙的装置、增大滑板接触面的面积,可提高支座耐磨性,改善刚性铰的运动工作性能.     

新沂新戴运河大桥设计

新沂新戴运河大桥上部结构为三跨（40m＋70m＋40m）PC变截面连续箱梁,采用三向预应力体系．对其结构特点、预应力体系设计及施工方法进行了阐述分析．     

车辆荷载作用下混凝土箱梁桥桥面板局部振动分析

研究车-桥耦合振动条件下,混凝土箱梁桥桥面板局部振动规律.推导车-桥耦合动力平衡方程,用板单元建立简支箱梁桥有限元模型,采用3维7自由度车辆模型,由路面功率谱密度函数模拟得到等级分别为"理想"、"好"和"差"的路面不平度函数.通过数值模拟计算桥面板不同位置的竖向位移、纵向弯矩和横向弯矩的动力放大系数(DAF).分别对车道位置、路面等级、车速和桥梁阻尼进行了参数分析.结果表明,车辆荷载作用下,桥面板不同位置的局部DAF值、同一位置由不同响应量得到的DAF值之间均存在很大差异,采用统一的DAF来计算车辆对桥面板的冲击作用不甚合理.路面不平度是影响桥面板车致振动最为重要的因素;而车速次之,且很难找到明确的函数关系用于描述车速对箱梁桥面板的局部动力放大系数的影响.     

超宽双幅箱梁桥的力学行为研究

某连续梁桥桥宽36.0 m,采用双箱断面,两箱之间不设横隔梁,仅翼板连接。通过建立空间模型,分析了这种翼板连接宽桥的受力特点。理论分析和成桥试验均表明翼板连接箱梁与分离式双箱梁相比较,由于增加横向约束,挠度减少明显,整体受力性能较好。     

开口断面斜拉桥主梁动力特性的有限元简化计算

以1座5X索面开口断面大跨径斜拉桥为例,探讨了采用3种主梁简化模型计算开口断面动力特性的差别。结果表明：对于纵飘、侧弯及竖弯各阶固有动力特性,采用单主梁模型、主梁壳单元模型、三主梁模型计算的结果基本一致,将3种模型的动力特性计算用于抗震分析时,结果相差不大;而采用单主梁模型会低估抗扭刚度,对桥梁结构扭转频率产生较大的误差;三主梁模型和主梁壳单元模型结果相近,桥梁抗风分析时不宜采用单主梁模型。     

大跨径连续箱梁悬臂施工有限元仿真分析

采用Midas/Civil 2006将全桥结构简化为三维空间模型结构,可实现桥梁从施工到成桥全过程的受力仿真分析.结合跨越既有线(70 m+125 m+70 m)连续箱梁桥,介绍对其仿真分析的方法.计算结果表明有限元分析方法能精确地模拟结构实际受力全过程,为连续梁桥的施工及测控提供有参考依据和有效的验证手段.     

无横隔板预应力混凝土箱梁桥整桥试验研究

纸店沙河大桥为无横隔板预应力混凝土箱梁,只通过桥面构造改善横向连接,为验证其受力性能能否满足整体刚度,实现荷载的横向传递,将跨径35 m先张法预应力混凝土轻型、薄壁、闭口箱型断面运用到简支梁桥上,通过各种工况的整桥试验分析,结果表明,通过桥面铺装双层钢筋网与主梁伸出梁顶的交叉钢筋梅花形点焊成钢筋骨架及箱梁翼板间加强钢筋与二道焊接钢板来实现横向联系是可行的.     

连续梁桥柔性墩墩顶水平力的计算

介绍连续梁桥(或简支桥面连续桥)柔性墩墩顶水平力的计算方法,并给出算例。