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。     

某高墩大跨连续刚构桥抖振时域分析

使用大型通用有限元软件AN SY S建立了某桥的成桥阶段和施工最不利阶段的有限元模型,分析了模型的动力特性.根据POD型的谱表示法模拟了桥梁的脉动风速场并进行了相关性拟合检验,然后基于准定常理论计算了作用在模型上的抖振力时程.最后由HHT方法进行时程分析,分别求得了两种模型的抖振时域分析的结果,据此有效地评价了桥的抗风性能.     

积分尺度和风速谱对桥梁抖振响应影响分析

为研究目前被动湍流风洞试验中无法准确模拟的湍流积分尺度对桥梁结构抖振响应的影响并合理评价风洞试验结果,本文采用抖振频域的计算方法,以典型的一座斜拉桥和一座悬索桥为例,结合主梁节段模型气动力参数风洞试验结果研究了积分尺度对节段模型抖振响应的影响.结果表明:当在小风速时,抖振响应随着积分尺度的增加而减小,而当风速超过一定限值后,抖振响应随着积分尺度的增加先增大后减小;通过对比风洞试验模拟与规范推荐积分尺度的差异,发现风洞试验在小风速时高估了抖振响应,而在大风速时则低估了抖振响应.本文还分析了各国规范中采用的几种水平和竖向风速谱对抖振响应的影响,结果表明几种水平向风速谱对抖振响应的影响可忽略不计,而不同竖向风速谱计算的抖振响应则存在一定差别.     

大跨连续刚构桥最大悬臂阶段抖振时域分析

对某大跨连续刚构桥进行最大悬臂施工阶段的空间有限元分析,采用AR模型并考虑空间相关性对桥地址处脉动风场进行模拟。基于MiyataT准定常气动力模型,在ANSYS中引入自激力的影响,对该桥进行抖振时域分析,同时将结果与静阵风响应进行了比较,得到脉动增大系数,并利用抖振分析结果对该桥施工人员的安全性和舒适性进行了预评。     

大跨度桥梁非一致激励下的抗震数值分析评述

在地震灾害事故频发时期,大跨度桥梁作为救灾重要的交通线其抗震性能尤为重要.由于在大跨度桥梁结构尺寸范围内受到许多因素的影响,地震波沿空间变化,大跨度桥梁不适用于一般建筑结构抗震性能计算的基于一致激励的假设.不相干效应、衰减效应、场地效应和行波效应均影响地震波的空间变化.本文对国内外考虑地震波空间效应的大跨度桥梁动力响应...     

非平稳地震作用下巨型-子控制结构体系反应分析

利用复模态方法,对巨型-子控制结构体系和普通巨型框架结构进行了非平稳地震作用下的对比分析,主框架顶层的位移响应降低了95.70%,加速度响应降低了24.08%;证明这种新的结构体系对地震作用的有效控制,对结构安全性和舒适度均有明显提高.探讨了次框架的剪切刚度与耗能阻尼器的阻尼对结构地震响应的影响,当次框架与主框架的剪切刚度比大于0.15并避开0.4;耗能阻尼器与次框架的首层阻尼比为1.0～3.0,结构的地震响应可以得到进一步的控制,给出的合理范围对结构设计起到了指导性作用.     

非平稳噪声环境下的语音增强算法

文章针对非平稳噪声环境和低信噪比的情况,提出了一种基于低频区和高频区带噪语音特性的非平稳噪声估计,并结合人耳听觉掩蔽效应进行语音增强的算法。该算法首先通过非平稳噪声估计为加窗后的每一帧语音构造一个时变的权值实现对噪声的实时估计,然后结合人耳听觉特性计算出每一帧语音的不同Bark域的噪声掩蔽阈值,最后利用计算出的噪声掩蔽阈值自适应设定语音增强系数。仿真结果表明,该算法在抑制背景噪声,提高信噪比,减少语音失真等方面优于传统的语音增强方法。     

大跨异形钢管混凝土拱桥车载冲击效应分析

大跨度异形钢管混凝土拱桥的复杂造型使其结构动力特性极为特殊,车辆激励引起的桥梁振动十分复杂.为研究该类桥梁车辆冲击效应的特点和规律,以在建的长春市伊通河大桥为对象,应用自编的车桥耦合振动分析程序,对该桥进行了车桥耦合振动响应分析.从理论上分析了路面粗糙度、车速、结构阻尼对桥梁主梁、拱肋挠度和吊杆索力冲击效应的影响.结果表明:路面不平度对多拱肋异型拱桥振动响应的影响十分显著,维持路面平整可有效降低冲击系数;行车速度对冲击效应的影响与发生的卓越振动振型密切相关,并不一直随车速成正比增大;结构阻尼值在规范给定范围内变动时,对冲击系数影响不明显,设计中可偏安全地取阻尼比为0.5%.研究给出了该桥各主要构件的设计冲击系数取值的参考范围.     

大跨装配式混凝土结构横隔板效应分析

办公楼等大跨装配式混凝土结构的强震响应很大程度上取决于楼/屋盖的连接结构构件性能、连接节点构造措施、以及由其控制的楼盖横隔板,应提出大跨装配式混凝土结构楼/屋盖及其连接构件的合理设计方法.基于线性参数化分析,考虑了9种板-板连接、5种墙-墙连接及3种板-墙/梁连接共135种不同刚度连接组合下模态分析,评价了节点连接刚度...     

多点激励下高墩大跨桥梁抗震性能分析

基于OpenSEES平台,建立高墩大跨桥梁的弹塑性结构模型,对比分析在一致地震激励及行波输入下桥梁结构的地震反应特性,并对行波输入下高墩桥梁的破坏过程进行详细研究。分析结果表明,地震波频谱特性及地震动输入方式对桥墩的出铰位置和破坏顺序有较大影响;高墩的破坏主要表现为弯曲破坏,单墩墩顶截面出铰或达到极限状态往往先于墩底截面,设计时应引起重视。     

大跨连续刚构桥最大悬臂阶段抖振时域分析

对某大跨连续刚构桥进行最大悬臂施工阶段的空间有限元分析,采用AR模型并考虑空间相关性对桥地址处脉动风场进行模拟.基于Miyata T准定常气动力模型,在ANSYS中引入自激力的影响,对该桥进行抖振时域分析,同时将结果与静阵风响应进行了比较,得到脉动增大系数,并利用抖振分析结果对该桥施工人员的安全性和舒适性进行了预评.     

考虑土体参数非平稳特性下开挖边坡稳定性可靠度分析

基于极限分析上限法和随机场理论,采用蒙特卡洛模拟针对不排水条件下开挖边坡的稳定性开展可靠度分析。黏土不排水抗剪强度被模拟为非平稳随机场,并在参数敏感性分析中重点研究了非平稳程度和变异系数对边坡可靠度指标的影响。其中,将随机场中边坡的失效模式分为三类,研究了不同随机参数输入组合下每种失效模式的发生概率。结果表明边坡的可靠度指标随着非平稳程度的增加而增加,随着变异系数的增大而减小。结果显示,土体的空间变异性对边坡的失效模式影响显著。在考虑的随机参数组合下,失效模式以深部破坏模式为主,并且随着非平稳程度和变异系数的增加,深部破坏模式的发生概率逐渐降低,但坡趾破坏和深部坡趾破坏模式的发生概率增加。     

特重车交通荷载作用下大跨拱桥动力响应分析

为研究特重车交通荷载工况作用下大跨拱桥的动力响应特点,以河北省宣大高速公路上某大桥的动态称重系统所采集的近3年的交通数据为基础,定义并提取了特重车的交通荷载工况,进而分析了不同类型特重车交通荷载工况所占比例及每个特重车交通荷载工况车辆总质量的分布规律。利用随机车流-桥梁耦合振动分析软件计算了大跨拱桥在特重车交通荷载作用下的空间动力响应,并与新旧桥梁规范中的设计车辆荷载对应的响应进行了对比。结果表明：新规范对拱桥关键部位的设计荷载定义更为保守,实测的交通荷载工况中仅有极少数特重车交通荷载工况对应的响应超过了设计车辆荷载对应的响应;对于该大跨拱桥,新桥梁规范中的设计车辆荷载能够较充分地考虑大部分特重车交通荷载作用对桥梁结构整体受力产生的不利影响。     

竖向非平稳地震下巨型框架有控结构动态特性分析

巨型框架有控结构是近几年人们较为关注的一种新型抗震结构体系.该结构横向跨度很大,且很多约束被解除,在竖向地震力下其巨型梁动态特性亟需研究.文章提出附加柱数量、次结构楼层数量及巨型梁抗弯刚度是影响巨型梁动力响应的重要参数.基于非平稳地震作用情形,分别研究了这些参数对巨型梁动力特性的影响.通过三维曲面图直观地描述了不同时间段上巨型梁动力响应受各参数影响的规律.研究结果表明:附加柱数量存在优化值,当附加柱数量是满布时数量的20%～30%时,巨型梁动力性能最好;巨结构动力响应随次结构楼层数增多而增大;巨型梁刚度也存在优化值,但作者建议该值应结合结构的竖向承载力来考虑选取.     

基于数值仿真和统计分析的洪水作用下桥墩作用效应分析

为了解洪水对桥墩的作用规律,提出采用数值计算直接求解流动主控方程的方法获得各种流动现象规律。结合流体力学仿真分析技术,通过计算机数值计算和图像显示的方法描述流场的数值解,再采用拉丁超立方抽样和分层随机抽样,尽可能保证每一个变量的全覆盖,并用统计分析方法对抽样数据进行分析。针对洪水流速、桥墩形状、数量及间距、水流入射角度等多种洪水致灾关键因素对桥墩水平阻力效应的影响展开研究,获得了较全面、准确的洪水作用效应,建立了多种影响因素影响下的洪水致灾作用效应分析模型,为正确评估桥梁服役状态,确保洪灾下桥梁的安全运营提供了理论支撑。     

双调制非平稳地震波作用下巨子型有控结构动力响应分析

巨子型有控结构体系是超高层建筑结构体系中一个新的分支.文章将地震地面运动作为随机过程,结合双调制函数生成人工地震波,对巨子型有控结构进行双调制非平稳地震波作用下的响应分析,并与普通巨型框架结构在相同地震波输入情况下的动力响应进行了对比.结果表明,巨子型有控结构在双调制非平稳地震作用下的层间位移角均满足抗震规范中层间位移...     

非平稳随机激励下高压输电塔-线体系地震响应

为了研究地震动非平稳性对高压输电塔-线体系的地震响应,通过引入均匀调制函数,建立了高压输电塔-线体系非平稳随机地震反应的求解方法.由于地面加速度功率谱采用精细积分的格式,因此计算效率和精度都得到了提高.通过对某220kV高压输电塔-线体系进行地震响应分析,计算了平稳与非平稳随机激励下输电塔和导线的内力及位移反应.计算结果表明：考虑非平稳因素可使导线位移反应增大14.9%~26.8%,导线轴力增大14.9%~48.1%,输电塔的弯矩反应增大8.0%~13.5%.在非平稳随机激励下,考虑行波效应和部分相干效应会使导线的位移和轴力反应明显增大,因此,计算高压输电塔-线体系的地震响应必须考虑地震动非平稳性.     

竖向地震动作用下的高墩桥梁P-△效应分析

以在建的西平线上某高墩铁路桥为工程背景,建立相应的动力模型,重点分析竖向地震动作用时P-△效应对高墩铁路桥梁的影响。结果表明,在同时考虑到竖向地震作用和P-△效应之后,由于非线性的影响,竖向作用加强了水平地震动的影响,从而加大了桥梁的水平反应。     

机器学习下的基于退化特征提取和时间平滑分析的非平稳工业过程在线故障预测

故障退化预测是预估过程劣化和故障发生的时间,已被认为是维护策略中的一个关键组成部分.故障退化过程通常是缓慢变化的,可以用自回归模型来建模.然而,工业过程往往表现出典型的非平稳特性,这就给故障退化信息的获取和非平稳过程的建模带来了挑战.针对上述问题,本文提出了一种新的故障退化建模和在线故障预测策略.首先,提出一种面向故障...     

运营荷载和地震联合作用下跨海桥梁的冲刷效应（英文）

基础冲刷是引起跨海桥梁结构破坏的重要因素。通常,跨海桥梁在恶劣的自然环境下运营,其中日常风、波浪和车辆荷载较大,地震、飓风、船舶碰撞等极端荷载更为频繁。由于基础冲刷的作用,桥梁结构在不同运营和极端荷载作用下的动力特性会进一步加剧。本文研究了运营风、波浪、车辆荷载与地震联合作用下跨海桥梁的冲刷效应。通过考虑系统内的相互作用建立了动力耦合的地震-风-浪-车-桥梁(EWWVB)动力耦合系统,并利用p-y曲线法计算不同冲刷水平下桩土的荷载-位移关系。在此基础上,对某基础冲刷作用下的斜拉桥进行了研究。结果表明,考虑桥梁冲刷后,桥梁结构的动力特性将发生变化,运营荷载和地震联合作用下的桥梁和车辆的动力行为也将受到不同程度的影响。