风雨联合作用下大跨桥梁颤振稳定性试验研究

针对风雨联合作用下的大跨桥梁颤振稳定性,以一开槽双箱梁桥梁为研究对象,通过在大气边界层风洞中搭建的风雨联合作用试验系统,完成基于自由振动法的节段模型颤振试验。通过分析不同雨强下该桥梁主梁的颤振导数以及颤振临界风速,进而获取降雨对大跨桥梁颤振稳定性的影响规律。试验结果显示:颤振导数随雨强变化而变化,其中体现扭转气动阻尼特性的颤振导数变化较为显著,随雨强增大,颤振临界风速先增大后减小。试验结果表明:降雨对大跨桥梁的颤振导数以及颤振临界风速均有一定影响。     

分体式钝体双箱钢箱梁斜拉桥节段模型风洞试验研究

针对某主跨为458m的分体式钝体双箱钢箱梁斜拉桥,通过缩尺比为1∶50的主梁节段模型风洞试验,研究桥梁的颤振和涡激共振性能。节段模型风洞试验结果表明,在0°和+3°两种风攻角下,该桥原始方案的颤振临界风速低于颤振检验风速,而且扭转涡激共振的振幅也超过了设计允许值。为了提高桥梁的颤振稳定性并抑制涡激共振,研究在分体式钝体双箱钢箱梁上游和下游两侧上方安装固定水平气动翼板的气动控制措施。气动翼板的宽度为0.043B(B:分体式钝体双箱钢箱梁的宽度),上游和下游两侧气动翼板质心之间的水平距离为1.02B,气动翼板质心至分体式钝体双箱钢箱梁顶面的竖向距离为0.45H(H:分体式钝体双箱钢箱梁的高度),两侧气动翼板单位长度的总质量为0.008meq(meq:单位长度分体式钝体双箱钢箱梁的等效质量)。节段模型风洞试验结果表明:安装固定水平气动翼板后,在0°和+3°两种风攻角下,该桥改进方案与原始方案相比颤振临界风速分别提高了24%和33%,均高于颤振检验风速,并且改进桥梁方案没有发生涡激共振现象。最后,通过分析不同风速下桥梁结构阻尼随风速的变化,结果发现:安装固定水平气动翼板后桥梁扭转运动的阻尼显著增加,从而提高了桥梁的颤振稳定性,同时有效抑制了桥梁的扭转涡激共振。     

基于风洞试验的新型索梁结构应急桥颤振性能优化

应急桥梁装备结构特性不同于常规桥梁,因而其颤振性能值得研究。基于节段模型颤振风洞试验,对提出的新型索梁结构应急桥的颤振性能进行研究,为提高应急桥的颤振临界风速,提出4种气动优化方案,分析不同气动措施方案对应急桥颤振性能的影响。研究发现:应急桥原方案的颤振临界风速小于颤振检验风速,存在颤振失稳的可能;单独开槽方案的颤振临界风速最小,不利于颤振性能的提高;单独加装风嘴方案对颤振性能有一定提高,但还不能满足设计要求;封底板加装风嘴方案颤振临界风速大于检验风速,但安全系数小于1. 2;开槽和加装风嘴组合措施方案的颤振性能最优,在不同风攻角下颤振临界风速均大于颤振检验风速,安全系数大于1. 2,满足设计要求。     

钢桁梁斜拉桥抗风稳定性数值模拟分析

以金塘大桥为研究对象,基于弹簧悬挂系统,采用Starccm+软件为研究工具,利用微分方程的数值解法和动网格技术,研究不同风攻角下桥梁的颤振临界风速、涡振扭转和竖弯振幅。结果显示:风攻角为3°时颤振临界风速区间为81～83m/s,风攻角为0°时颤振临界风速区间为87～89m/s,风攻角为-3°时颤振临界风速区间为95～98m/s,而规范公式计算的弯扭耦合颤振临界风速为90.44m/s,均大于检验风速76.3m/s;金塘公铁两用大桥的竖向弯曲振动和扭转振动涡振的共振振幅分别为102mm和0.253 86°,均小于规范的容许值201.3mm和0.289 8°;主梁颤振及涡激振动性能满足要求。研究结果表明金塘公铁两用大桥设计抗风稳定性满足规范要求,研究方法对大跨度桥梁的抗风设计具有参考价值和实际意义。     

风驱雨作用下桥梁主梁颤振节段模型试验研究

针对风驱雨作用下桥梁主梁的颤振问题,依据风驱雨作用和主梁振动特点,给出了分别考虑雨滴冲击和表面积水后的降雨相似关系,并探讨了其选取原则。选取大跨度桥梁较常采用的典型断面,通过节段模型试验模拟了风驱雨对主梁断面的颤振导数和颤振发生过程的影响。试验结果表明:主梁断面的颤振气动导数随雨强的变化无明显规律,各导数的变化量值相当,随风速增加,降雨引起的导数变化有所加大,但基本没有改变其随风速变化的整体趋势,试验雨强120mm/h时,模型颤振临界风速会有20%～30%左右的提高,但考虑雨强相似比后可以认为降雨对桥梁主梁的风致颤振失稳特征的影响基本可以忽略。     

可调倾角光伏支架对光伏系统发电量的影响

通过RETScreen4软件对不同光伏支架调节方案所对应年发电量的仿真数据和实测数据对比,简要介绍了光伏组件倾角对光伏系统发电量的影响程度,以及几种较新颖实用的可调倾角光伏支架原理、优缺点和适用范围。     

奉节长江大桥节段模型的风洞实验研究

通过对奉节长江大桥的节段模型进行风洞实验，测出静力三分力和不同工况下的颤振临界风速，表明该桥在最不利施工阶段及成桥运管状态具备良好的气功稳定性。     

钢-混叠合梁非对称独塔斜拉桥风致响应性能研究

为了研究钢-混叠合梁非对称独塔斜拉桥的抗风性能,文章以某主跨200 m的斜拉桥为背景,通过节段模型风洞试验测试了断面在成桥态和施工态下的颤振临界风速和颤振导数,采用三维颤振分析方法计算了断面的颤振临界风速,最后采用CQC抖振分析方法计算了该桥的抖振位移响应。结果表明:三维颤振分析与风洞试验得出的颤振临界风速均远大于颤振检验风速,表明桥梁具有良好的颤振稳定性;断面在成桥态和施工态下的抖振响应很小,且最大抖振位移对应的峰值加速度满足舒适度要求。     

隧道渐扩段火灾纵向排烟关键参数研究

针对城市隧道日益增多的引流渐扩段,利用数值模拟分析渐扩段发生火灾时,烟气回流长度、临界风速、火风压等纵向排烟关键参数特征。研究表明为控制渐扩隧道烟气回流,需考虑火源处风速——有效风速,入口处临界风速可根据最宽截面处发生火灾,即最不利工况时的有效临界风速进行折算。在相同有效风速下,渐扩隧道烟气回流长度更短,回流长度差距最大的情况可达到60 m左右,对消防设计和火灾救援产生明显的影响。渐扩隧道火风压会随有效风速的增大,先增大后减小,当有效风速增大到临界风速后趋于稳定的数值。由于隧道渐扩段烟气回流速度更快,烟气的惯性力项越大,火风压也越大。     

上海卢浦大桥拱肋等效气动导纳识别研究

根据刚体节段模型的要求,设计了卢浦大桥拱肋模型,并对不同风速和不同风攻角进行了工况组合。采用互功率谱方法对双陀螺形拱肋模型进行了等效气动导纳试验识别,气动导纳识别结果以等效气动导纳三分量的形式表示,研究了不同风速和风攻角对于气动导纳识别结果的影响。研究表明,不同风攻角、不同风速下阻力、升力和扭矩方向等效气动导纳函数总体上呈现随折算频率递增而衰减的趋势,其中,0°风攻角下,拱肋模型识别出的阻力方向等效气动导纳函数总体上小于1;升力方向等效气动导纳函数在低频段大于1;折减频率较低的区域,双陀螺拱肋模型升力矩方向等效气动导纳函数也大于1。拱肋模型阻力、升力和升力矩方向等效气动导纳函数,受风速影响不明显。     

基于可调姿态气动翼板的大跨度悬索桥颤振主动抑振方法

针对传统被动气动措施难以满足超大跨度悬索桥颤振设防需求的问题,提出一种基于可调姿态气动翼板的颤振主动抑振方法。该方法首先基于Roger颤振自激力时域模型建立主梁-翼板动力系统的状态空间表达,并通过系统重构优化使该表达能更加合理、有效地反应翼板姿态调节机制。此后通过引入基于主梁-翼板系统振幅控制权重的线性二次型指标,建立从桥梁振动状态监测到翼板姿态控制的颤振稳定性实时调节方法。为验证该方法的有效性和鲁棒性,研发针对桥梁节段模型风洞试验的反馈控制系统。研究发现,作用于两侧翼板上的反相气动升力在翼板间距的放大作用下形成的力偶是颤振控制力的主要成分,当迎风侧翼板振动相位滞后于主梁扭转振动约90°、背风侧翼板振动相位超前于主梁扭转振动约90°时有最优抑振效果;调节主梁控制权重至翼板控制权重的2倍时,可以提高颤振临界风速33%。     

上倾管内油水两相流流型实验研究

国内多条成品油输送管道在投产和运行过程中,采用"水联运"投产方式所造成的上倾管道低洼处积水现象引起了严重的管道内腐蚀问题。利用上游来油将低洼处积水携出管道能有效缓解内腐蚀。采用0#柴油、去离子水在内径100 mm的上倾管道内观察油水两相流流型并测量油携水临界流速。结果表明,随油流黏性力增大和管道倾角增大,油水两相流依次呈现波状分层流、有水滴的波状分层流和油相占主导的分散流3种流型;同一流型下,油相能将水相携入上倾段的最低临界流速随倾角增大而增大;倾角从20°增大到25°使流型从波状分层流转化为有液滴的波状分层流时,油相能将水相携入上倾段的临界流速从0.203 m/s减小为0.187 m/s;倾角从30°增大至35°时,使初始流型从有液滴的波状分层流转换为水相在油相中的分散流,油相能将水相携入上倾段的临界流速从0.205 m/s减小为0.194 m/s;油相能将水相完全携出上倾段的临界流速随倾角增大而略有增大;发生流型转化的流速随倾角增大而减小。     

箱梁内腹板高度对斜拉桥静风稳定性的影响

以某主跨1 400 m斜拉桥方案的中央开槽箱梁断面为研究对象,对该断面内侧上腹板高度对斜拉桥静风稳定性的影响展开研究。通过节段模型测力试验,获取了不同断面的三分力系数,然后通过三维非线性静风稳定性分析,获得了不同断面对应斜拉桥在-3°,0°和+3°攻角下的静风失稳临界风速以及主梁跨中位移随风速的变化曲线。研究结果表明:对于所有断面,+3°是静风失稳的最不利攻角;随着内侧上腹板高度的增大,最低静风失稳临界风速由122 m/s降到115 m/s。内侧上腹板高度对斜拉桥静风稳定性有显著的影响,在实际工程设计中,需加以考虑。     

大跨度桥梁多模态耦合颤振的自动分析

基于结构的固有模态坐标 ,提出了分析大跨度桥梁结构气动耦合颤振问题新的状态空间方法。为寻找颤振临界风速 ,采用了一种简单而实用的单参数自动搜索过程。在合理假设前提下 ,将系统的一般气动运动方程转化为一种复矩阵的标准特征方程 ,它仅包含两个变量。通过求解该特征值问题进行耦合颤振分析。该颤振分析方法是一种对折减风速的单参数搜索方法 ,它不需要预先选定颤振的参与模态 ,且对结构阻尼矩阵的形式无任何要求。该方法能提供系统各模态的频率和阻尼比随折减风速或自然风速而变化的全过程情况。应该指出 ,文中假设并不影响颤振临界状态的分析结果。此外 ,对主跨跨度 13 85m的江阴长江大桥进行了颤振分析 ,证实了该方法在实际应用中的可靠性和有效性     

杭州科技馆光伏屋面一体化设计与研究

介绍了杭州科技馆光伏屋面一体化的主要设计内容。将屋面光伏系统目标容量定为100kW,选用180W的嵌入模块式光伏组件,介绍了组件布置方式,并通过试验测试了组件力学性能、发电效率、水密性等;阐述了支架布置和连接方式,并建模分析了其在荷载工况作用下的杆件内力和变形情况;对光伏系统的逆变器配置、光伏阵列设计、光伏汇流设计和相关配电设备配置等内容进行了简要论述,建立了一套完整的用户侧低压并网系统。     

干热河谷区大跨度钢桁梁悬索桥颤振性能研究

针对某跨越干热河谷区深大峡谷的千米级钢桁梁悬索桥,通过节段模型风洞试验对其颤振性能进行了研究,确保了结构的颤振稳定性。首先,采用ANSYS软件对桥梁结构的动力特性进行了计算分析。然后,设计了相应的试验模型,并分析了竖弯阻尼比和扭转阻尼比对桥梁颤振性能的影响。最后,提出了一种气动优化措施使桥梁的颤振稳定性满足要求。研究结果表明:该钢桁梁悬索桥的颤振形态以扭转振动为主,因此,扭转阻尼比的改变对其颤振性能的影响将明显大于竖弯阻尼比;大风攻角来流下桥梁的颤振临界风速将会降低,如果封闭桥面系的中央开槽并在其下侧设置竖向中央稳定板,可以使该悬索桥的颤振临界风速满足颤振检验风速的要求。     

光伏组件与阵列接地系统雷击暂态特性分析

光伏组件与阵列的接地系统对于光伏发电系统的雷电防护至关重要,有必要详细研究接地系统在雷电作用下的暂态特性.通过EMTP软件建立光伏组件支架和地网模型,计算光伏组件支架雷击暂态过电压,讨论合适的垂直接地体与水平地网连接方式.分析光伏阵列采用组件地网互连方式时,光伏组件地网合适间距及其受土壤电阻率和雷电流波头时间的影响.研...     

中央稳定板对大跨度开槽桁架梁悬索桥颤振稳定性的影响

以坝陵河大桥为背景,通过节段模型风洞试验研究了上下中央稳定板对具有中央开槽桥面板的大跨度桁架加劲梁悬索桥颤振性能的影响。结果表明,在桁架加劲梁横梁上弦杆上侧设置适当高度的上中央稳定板可以较大幅度地提高桥梁的颤振临界风速,并且在常规的稳定板高度范围,颤振临界风速基本上随上稳定板高度的增加而提高;在横梁上弦杆下侧的主桁架内设置适当高度的下中央稳定板也能在一定程度上改善桥梁颤振稳定性,但效果明显不如上稳定板,在某些高度情况下甚至会降低桥梁的颤振临界风速。     

基于梁-土弹簧模型的钢管桩非线性屈曲分析

为研究钢管桩在实际支架体系中的承载稳定性变化规律,以康园路(康桥路-金昌路)一期工程杭钢河钢箱梁桥工程中钢管桩支架体系施工为研究背景,通过“m法”计算得出钢管桩埋置段的桩-土各向连接刚度,并利用梁-土弹簧模型模拟钢管桩埋置段与土体之间的作用关系,运用Midas Civil有限元软件建立钢管桩及桩土联系的数值模型,经线弹性节段屈曲分析大致确定出临界荷载后,施加初始缺陷进行几何非线性分析,过程中着重分析在初始缺陷、钢管桩壁厚影响下的钢管桩线弹性节段的屈曲模态变化、临界荷载变化、几何非线性节段的极限承载能力变化。     

基于桥梁节段模型的颤振稳定性参数分析

随着跨海工程的发展,桥梁跨度不断增加,使得风致振动问题日益突出,其中颤振稳定性是桥梁抗风设计首要考虑的问题。节段模型风洞试验是桥梁颤振性能预测的重要手段,但节段模型在实桥结构的质量和刚度等参数模拟中会存在有限元建模误差和设计加工误差,进而导致颤振预测结果的偏差。基于二维频域颤振分析方法,分别对一典型闭口和开口断面节段模型进行颤振稳定性参数分析,系统研究了结构参数模拟偏差对颤振临界风速预测值的影响。结果表明,颤振临界风速对竖弯相关的结构参数敏感性很低,而对扭转相关的结构参数较为敏感,应充分考虑不利情况下的误差修正;颤振性能关于结构质量和刚度参数的敏感性与断面形式关联不大,但对于扭转阻尼比,开口断面的敏感性明显高于闭口断面。