深切峡谷地貌桥面行车高度风环境现场实测研究

为研究深切峡谷地形条件下的桥面局部风场,对桥梁跨中和过桥塔区局部区域风环境开展了现场实测。对局部风场特征进行了讨论分析,其中包括平均风速特征、紊流度、脉动风速功率谱和极值风速分布等。探讨了跨中和桥塔区位置风剖面分布,同时给出了跨中和桥塔区的平均风速拟合关系,量化了过桥塔区顺桥向风速分布的桥塔遮挡效应和地形加速效应,总结提出了一种典型的过桥塔区顺桥向风速曲线模型。此外,桥塔区域风速紊流度显著大于跨中位置,表明桥塔和特殊地形对局部风场存在较大影响。桥塔区脉动风速实测谱高频段能量明显上升,与惯性子区谱-5/3斜率衰减效应变化特征不符。相较于规范风谱,推荐了3阶双对数多项式,可更加准确地表征脉动风湍流能量在频域上的分布特征。对瞬态阵风极值风速的分析结果表明,相较于平均风速,极值风速用于评估行车安全更为合理。     

山区特大跨径桥梁桥址处风特性实测研究

为研究山区桥址处的风场特性,基于西南山区某特大桥结构健康监测系统,对桥址处实测风场特性进行分析,并与规范推荐值比较。结果表明：1)大部分风速时程处于平稳状态,横向脉动风速的非平稳性高于纵向脉动风速;2)实测风速时程平均风速有跳变波动,平均风向保持平稳;3)各向湍流强度、阵风因子在低风速区段随平均风速的增大而减小,在高风速区段随平均风速的增大而趋稳;4)实测纵向阵风因子超过规范推荐值,纵向阵风因子与湍流强度具有较强的相关性,实测拟合曲线较Ishizaki推荐值偏小;5)实测功率谱值在低频区逐渐增大,在高频区逐渐减小,Von Karman经验谱能描述实测数据的脉动特性。该研究结果可为同类桥梁结构抗风设计提供依据。     

南溪长江大桥桥址区风特性研究

南溪长江大桥是跨越长江的一座特大型悬索桥,桥址区地形地貌复杂,风环境恶劣。根据南溪长江大桥工程设计方案及桥址区现有资料,基于规范风速标准、气象站历史风速记录以及区域地形风场CFD分析对桥址区的风特性进行了研究,确定了南溪长江大桥的风速标准,为大桥的进一步抗风分析提供依据。     

京沪高速铁路南京长江大桥桥址区风特性研究

基于已有的风速观测记录，对京沪高速铁路南京长江大桥桥址区的风向分布进行了统计分析。针对风速观测记录的特点，证明了利用不同高度处月最大风速记录推算地表粗糙度系数的可行性，并对通过最小二乘拟合得到的地表粗糙度系数进行了统计分析。最后分别根据原始风速观测记录和基本风压分布图推算了该桥的设计基准风速，上述研究将为该桥进一步的抗风分析提供依据。     

山区桥梁桥址风环境数值风洞研究

为确保山区桥梁的抗风稳定性和安全性,根据计算流体动力学(CFD)基本原理,采用基于RNG、k-ε方程湍流模型的数值研究方法,利用计算流体力学软件FLUENT6.0对坝陵河特大桥桥址风环境进行了数值模拟,研究了桥位风场的特征状况.通过引入风速放大系数这一表征考察点与边界入口风速关系的无量纲参数得到16个不同来流风向下考察...     

山西禹门口黄河大桥实测风特性分析

自然风特性研究是桥梁抗风设计的基础,但是目前国内对大气湍流特性的现场观测研究工作开展得还极少,针对这一情况,结合山西省禹门口黄河公路大桥,在桥址处建立了一座60 m和两座30 m的风观测站.利用自行编制的程序对实测风速数据进行了分析,得到了平均风速和风向、风剖面、湍流强度和阵风因子等强风特性.分析结果表明:桥位处的风场比较复杂,风剖面属于山区风速剖面,不完全遵守幂指数分布;桥位处出现28.3 m/s大风机率很大,应进行主桥最大双悬臂状态抗风安全性能的风洞试验,以确保主桥悬臂施工期间的安全;还应进行长期观测,得到更多详实资料,为掌握同类地形处的风场特性提供资料.     

山区峡谷桥址地形模型过渡段优化

针对山区峡谷桥址地形模型入口边界确定问题,以贵州省湘江特大桥桥址处地形为依托,选择维多辛斯基曲线作为地形模型过渡段的基本曲线形式,采用计算流体动力学方法对不同曲线参数进行计算,并结合关联度权重确定法确定最优过渡段曲线参数。在此基础上设计并制作了几何缩尺比为1：1 500的桥位地形模型,分别进行了有、无过渡段地形模型的风洞试验,对比了地形模型有、无过渡段对桥位桥面高度处横桥向风速、风攻角以及桥梁总长1/4跨、1/2跨、3/4跨风剖面的影响。过渡段曲线的二维数值模拟结果表明：采用最优过渡段可有效降低模型边界后方气流等效风攻角,并最大程度地保持入流风速,减小过渡段后湍流度;设置过渡段后风速场分布特性与入流参考风速场分布特性的一致性较好。地形模型风洞试验结果表明：曲线过渡段使风剖面逐渐抬升,气流过渡平缓,不存在明显的加速效应,剪切层发展较慢;设置过渡段后不同风剖面位置处平均风速较无过渡段时大,湍流强度较无过渡段时低;设置过渡段对桥梁主梁高度处风攻角存在一定的影响,但有、无过渡段时的风攻角变化趋势大致相同;采用优化后的过渡段使风剖面逐渐抬升,减小了"人为峭壁"对地形模型试验结果的影响,主梁高度处横桥向风速总体大于无过渡段时主梁高度处横桥向风速。     

飑线风作用下大跨度斜拉桥模态特性实测研究

为表征雷暴风对大跨度斜拉桥的作用,以苏通大桥监测数据为基础,开展了飑线风作用下大跨度斜拉桥模态特性实测研究。首先,基于短时平稳假设,分析了飑线风的实测风场特性,探究了桥梁抖振响应与风速的相关性,并刻画了其在风速突增与下降过程中的差异;然后,计算了不同时段内主梁实测竖向、侧向和扭转加速度的功率谱密度,并分析了飑线风对主梁振动频谱的影响;最后,采用随机减量法,开展了飑线风作用全过程大跨度斜拉桥的模态参数识别,获得了桥梁的模态频率与阻尼比,从而研究了飑线风对大跨度斜拉桥模态参数的影响。研究结果表明：主梁抖振响应均方根与风速呈非线性正相关,飑线风前端与后端风场对桥梁抖振响应的影响总体类似;在飑线风作用时段内,大跨度斜拉桥各阶模态对应的振动能量相较其他时段更为显著;多阶竖弯、侧弯和扭转模态的频率随风速的增加而增加;阻尼比受风速影响较大,各阶模态的影响规律不尽相同;主梁1阶竖弯和1阶侧弯模态的阻尼比随风速的增加而增加,而1阶扭转模态的阻尼比随着风速的增加而减小。     

U形-箱形组合结构连续梁力学特性研究

U形-箱形组合连续梁计算现阶段缺乏具体的经验和理论公式,文中在杆系模型分析的基础上,采用通用有限元程序ABAQUS分析了结构典型部位的受力情况,研究了该类桥梁在多种工况下的力学行为和受力机理。结果表明:U形-箱形组合连续梁力学特性明显区别于传统梁型,空间受力特性明显;由于横向变形导致U形梁腹板内、外侧应力存在差异,平截面假定已不适用。     

铁罗坪特大桥主塔锚固区U形预应力试验及施工研究

铁罗坪特大桥索塔上塔柱锚固区采用U形预应力设计。为确保锚固区预应力的施工质量,在U形预应力工程施工前,按照设计要求进行了现场试验,通过试验对设计的各种参数进行了验证,结果均达到设计要求。文中介绍了斜拉桥索塔锚固区U形预应力试验及施工技术。     

台风“山竹”作用下某跨海大桥桥址处强风特性的研究

桥梁跨径的增大会增大桥梁的柔度和风敏感性,从而加大强风作用导致桥梁结构发生振动破坏的风险。为了研究强风对大跨径桥梁的影响,使用安装在国内某跨海大桥上的三向超声风速仪,对台风“山竹”的风特性进行分析,得到了平均风、湍流强度、阵风因子和峰值因子随时距的变化趋势,最后将部分结果进行拟合,并与经验公式进行了对比。研究得出以下结论：(1)随平均风速的增大,湍流强度、阵风因子及纵向峰值因子均呈下降趋势;(2)随时距的增大,纵向湍流强度、纵向和横向阵风因子逐渐降低;(3)湍流强度增大的同时,阵风因子呈上升趋势;(4)纵向阵风因子与纵向湍流强度的总体变化趋势与Cao经验曲线吻合度较高;(5)随平均风速的增大,峰值因子逐渐降低,并与阵风因子呈正相关性;(6)纵向峰值因子与时距的变化与Durst经验曲线吻合较高。