桥塔上风传感器安装位置对测量结果的影响

为探讨桥塔上风传感器安装位置对测量结果的影响,以计算流体力学大型商用软件Fluent为平台,采用有限体积法对计算域进行离散,基于k-湍流模型研究了桥塔附近的风场特性.分析了不同来流风速、不同来流风向下桥塔附近风观测点的风速、风向变化规律,给出了相应的风速修正系数和风向角修正值.研究结果表明:桥塔对测量结果的影响较大,桥塔上风传感器的安装位置应经过优化确定.风传感器位于迎风侧时,风速比值在0.45~1.30之间波动;位于背风侧时,风速比值在0.05~1.25之间波动.风传感器较优的安装位置为离塔1.0倍特征尺寸以上,且与来流方向的夹角在(45.0~56.5)范围内.      

金安金沙江大桥抗风性能试验研究

金安大桥主桥是跨度为1 386m的双塔单跨悬索桥,为确保该桥施工期以及运营期的安全性和舒适性,对其开展抗风性能优化研究。通过节段模型风洞试验和全桥气弹模型风洞试验,研究了大桥静力稳定性能以及颤振和涡振稳定性能。研究结果表明,风攻角在-12°～12°范围内增大时,升力系数曲线与扭矩系数曲线在较大攻角范围内为正值,桥梁断面在较大的攻角范围内具备气动稳定的必要条件;大桥梁采用板桁结合及合理的气动措施后,大桥梁的颤振临界风速大于检验风速;全桥气弹模型风洞试验表明,不论是均匀流场还是紊流场,大桥成桥状态和施工状态的气动稳定性能良好。     

极端天气下桥塔温致效应及抗裂性能优化

为深入研究我国西部横断山脉地区极端天气下桥塔的温致效应,以某大跨悬索桥为工程背景,分析极端天气下该桥混凝土桥塔的温度场以及温度应力分布特征,并提出相应的抗裂优化措施.首先,基于桥址区实测数据,提出桥址区极端天气的识别与模拟方法;然后,采用ANSYS有限元软件分析了桥塔的温度分布以及温度应力分布特征;最后,针对桥塔外表面存在开裂风险的问题,提出了2种提高桥塔外表面抗裂性能的优化方案,包括桥塔外表面涂装有机涂料方案和外包超高性能混凝土UHPC (ultra high performance concrete)方案.结果表明：在强降温天气下,桥塔表面拉应力极值为2.19 MPa,存在较大开裂风险;当采用抗裂优化措施后,两种优化方案均能有效降低混凝土桥塔表面的拉应力极值;对于桥塔外表面涂装有机涂料方案,白色有机涂料优化效果最佳;对于桥塔外包UHPC方案,当UHPC厚度为0.08 m时优化效果最佳.通过对比2种抗裂优化方案的经济性和施工难易程度,推荐采用白色有机涂料优化方案.     

侧向风作用下车-桥系统的气动特性——移动车辆模型风洞试验系统

为考虑侧向风作用下车辆运动对车-桥系统气动特性的影响,针对车-桥系统气动绕流的特点,研制了一套移动车辆模型风洞试验系统,在风洞中实现了侧向风作用下车辆运动过程中桥梁和车辆各自气动力的同步测试.该系统可以较方便地改变来流风速、车辆运动速度、测试对象以及车辆与桥梁的相对位置等.根据测试信号时程的特点,提出了相应的数据处理方法,分析了车辆运动过程中桥梁和车辆动态气动力的变化特征.试验结果表明,桥梁和车辆的气动力信号较稳定,试验结果比较可靠.     

复杂山区地形桥址区风特性的数值模拟

为了研究复杂山区地形桥址区风场空间特性变化规律,以位于我国西南山区的绿汁江大桥为工程背景,利用FLUENT对山区地形风场特性进行数值模拟,通过36个风向工况的计算分析,得到复杂山区地形桥址区风场的空间分布特性. 结果表明:受复杂地形影响,各桥位平均风速风剖面曲线和沿主梁横桥向风速曲线差异较大,桥址区附近地形最高点以上400 m风场仍明显受地形影响;受河道大角度弯曲影响,桥址区形成类似“单向开口槽”的地形,顺河流风向的来流风受山体阻挡,各桥位处的风速低于逆河流风向,两个风向的风速差值的平均值达13.6 m/s,且各桥位风攻角以负攻角为主;峡谷突宽使谷内风场出现一定的分流,突宽区风速稍有减弱,风场的分流量有限,使得在渡过突宽段后的峡谷缩窄区,风速依旧较大.      

漏斗型峡谷桥址区平均风特性的数值模拟

结合某大跨悬索桥所在山区地形,研究了漏斗型峡谷这一特殊构造地形的桥址区平均风特性,为大跨度桥梁在漏斗型峡谷地区的抗风设计提供依据.首先,建立实际地形的数值模型,并利用Fluent软件对24个不同来流工况进行比较分析;然后,将整体模拟结果与实测结果进行对比,验证数值模拟的合理性;最后,通过模拟结果的对比分析,探讨漏斗型峡谷桥位对风速大小、风攻角、风向角在不同来流方向的影响规律,分析平均风速随攻角分布的特点以及不同位置处的竖向风剖面特性.研究结果表明：漏斗型峡谷桥址区存在明显峡谷风加速效应;漏斗型地形对桥址区来流的攻角和风向分别表现为弱扰乱性和高导向性,来流攻角和风向分别稳定集中在-5°～0°和25°～30°;峡谷中风速对攻角变化的敏感性更高.     

常泰长江大桥主航道桥桥塔横向偏位及其控制方案研究

常泰长江大桥主航道桥为(142+490+1 176+490+142) m公铁两用双层桥面斜拉桥,下层桥面采用上游侧布置两线城际铁路、下游侧布置4车道一级公路的非对称布置,造成大桥横桥向恒载非对称。为研究该桥桥塔在横桥向非对称恒载下的横向偏位以及控制方法,采用MIDAS Civil软件建立主桥桁架有限元模型,分析了不对称恒载对桥塔的作用模式、桥塔横向偏位成因,研究增设体外预应力索和塔上锚点偏移2种桥塔横向偏位控制方案的可行性。结果表明：上塔柱可简化成悬臂梁受力模式,桥塔横向偏位主要受空间斜拉索的横桥向分力和竖向分力控制,横桥向分力起主要控制作用;增设体外预应力索可有效控制桥塔的横向偏位,可操作性强;通过偏移锚点能够改善桥塔的横向偏位情况,但需要综合考虑主梁和桥塔的线形和内力,且可移动的距离受限,综合考虑该桥最终采用设置体外预应力索方案。     

汉江大桥主梁设计与受力分析

结合郧县至十堰汉江大桥主梁设计,运用ANSYS有限元计算程序对各种荷载工况作用下主梁的受力进行分析。结果表明,主梁采用长悬臂翼缘,同时设置横向加劲矮肋改善结构受力,可减少混凝土数量,降低施工难度,并且满足规范要求。     

汉江大桥主梁设计与受力分析

结合郧县至十堰汉江大桥主梁设计,运用ANSYS有限元计算程序对各种荷载工况作用下主梁的受力进行分析。结果表明,主梁采用长悬臂翼缘,同时设置横向加劲矮肋改善结构受力．可减少混凝土数量,降低施工难度,并且满足规范要求。     

襄阳汉江三桥主桥设计关键技术

针对襄阳汉江三桥主桥索塔采用无上横梁双直立索塔,主梁在索塔处设置紧缩段及顶板纵向设置加劲矮肋的特点,通过ANSYS有限元计算程序对索塔的横向稳定性、主梁紧缩段传力、设置纵向加劲矮肋后主梁应力分布特性等进行分析.