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对于实际大跨度桥梁主梁而言,涡激振动属于沿跨向的三维问题,除振型的影响外,涡激气动力沿跨向是非完全相关的(或称其为偏相关)。现行的、基于模型风洞试验或现场实测建立的涡激力半经验模型大多基于二维理论,极少考虑涡激气动力的偏相关,从而导致节段模型试验结果直接拓展到全桥时存在较大误差,进而造成对桥梁结构抗风性能的误判。课题分别基于Scanlan涡激力经验线性及非线性经验模型,在引入可能影响涡激力相关性参数的基础上,在频域内研究了涡激力沿跨向的相关性。通过Fourier变换及Duhamel积分等数学原理得到二维力谱到三维广义力谱的转换关系,定义了二维与原型桥梁涡振响应之间的折减系数,给出了将节段模型涡振试验结果应用到原型桥梁的具体理论方法,并给出了涡激力经验模型中待识别参数的修正方法。通过节段模型表面测压试验研究了涡激力沿跨向的相关性,并拟合得到相关函数。最后,通过节段模型风洞试验、全桥气弹模型风洞试验以及现场实测资料很好地验证了本文的理论。 2100433B
现代大跨度桥梁跨度更大、结构更轻柔、自振频率较低,在低风速下主梁易发生涡激共振现象。它是一种带有自激性质的风致限幅振动,尽管不象颤振、弛振那样具有发散性质,但由于其起振风速低、发生频度大,且某些特定情况下的振幅之大足以影响行车安全,因而在施工及运营阶段避免涡激共振或限制其振幅在可接受的范围之内具有十分重要的意义。.经验非线性模型已被证明是描述主梁节段(二维)涡激共振现象的有效途径。本课题拟选取有代表性2-3座大跨度桥梁的主梁作为研究对象,通过常规和大尺度节段模型风洞试验,探讨经验非线性模型中未知参数的时域识别方法;通过全桥气动弹性模型试验,研究主梁沿跨向涡激气动力相关性,建立描述涡激气动力跨向相关的数学模型;利用以上研究成果,最终建立大跨度桥梁主梁涡激振动的数学模型和分析方法。
从设计、施工、造价、使用性能等方面考虑。 设计:箱梁整体性好,抗弯、抗剪能力强。一般都设计有纵向、横向预应力束,竖向精轧螺纹钢,承载能力强。因此 施工:整体箱梁可以分节段施工,节省模板,提高利用率,特...
根据设计文件中桥梁建议方案的工程数量,结合自然与施工条件进行编制。按施工桥梁工程各施工阶段的用电量极不均匀,施工期的最大容量拟定,首先要进行统计
文件中应详细描述特殊材料、工艺和技术标准,可能还需注明抗震、耐腐蚀等相关性能要求。相关信息:特殊技术需求体现了专业性和工程复杂度。
大跨度桥梁分段施工控制研究
大跨度桥梁分段施工控制研究——根据卡尔曼滤波基本原理,采用非线性卡尔曼滤波系统对大跨度桥梁分段施工过程中的结构参数进行在线估计,将参数修正后的随后理想状态结合结构量测状态,采用灰色预测控制理论控制桥梁结构线形。通过应用实践,验证了施工控制方法...
大跨度桥梁的减震措施研究
大跨度桥梁属于柔性结构,采用消能减震技术可改善其动力特性,以新疆果子沟特大桥为例,研究大跨度桥梁的减震措施。新疆果子沟特大桥为三跨连续的钢桁梁斜拉桥,主跨长360 m,钢筋混凝土索塔高分别为209.5m和215.5 m。在初步设计阶段,采用漂浮体系进行分析,得到的纵向相对位移大于边墩支座的容许位移;随后提出的半漂浮体系的计算结果也不完全满足设计要求;因此,提出了在边墩和两个索塔上设置黏滞阻尼器的设计方案。本文主要研究黏滞阻尼器的位置布置和参数取值问题。在有限元仿真模型中,根据实际场地条件,考虑了桩—土—结构的动力相互作用。采用非线性时程分析法计算后发现,在顺桥向上设置黏滞阻尼器后,结构响应和控制点的相对位移下降显著。
大跨桥梁结构具有频率低、阻尼低等特点,主梁结构在风作用下易发生涡激振动,如Kessock桥、第二塞文桥、Rio-Niteroi桥、东京湾大桥、大海带东桥、伏尔加河大桥及西堠门大桥等均发生了涡激振动,研究与防止桥梁结构涡激振动已成为大跨度桥梁抗风设计的关键问题之一。本课题重点开展了桥梁结构二维涡激力模型气动参数识别方法、典型桥梁主梁断面涡激力展向相关性试验研究以及大跨度桥梁结构三维涡激振动响应有限元分析方法研究。主要研究成果: (1)建立了主梁二维涡激力模型气动参数识别方法及程序 分别针对Scanlan经验线性模型、经验非线性模型以及Larsen广义范德波振子模型进行涡激力模型气动参数识别研究,编写了涡激力模型气动参数识别程序。以闭口流线型主梁断面节段模型试验数据为基础,进行了不同涡激力模型气动参数识别,根据识别结果对主梁节段模型进行涡激振动响应计算,并与试验结果比较,从而验证了涡激力气动参数识别精度。 (2)研究了展向间距、振型对典型主梁断面涡激力展向相关性的影响 首先进行了矩形断面主梁、闭口流线型断面主梁节段模型涡激力展向相关性风洞试验,研究了展向间距对这两类典型断面涡激力展向相关性的影响,获得了矩形断面主梁、闭口流线型断面主梁涡振锁定区内外涡激力展向相关系数变化规律。然后采用拉条模型试验进行涡激力展向相关性试验研究,研究了展向间距、振型对涡激力展向相关性的影响。 (3)建立了桥梁结构三维涡激振动响应有限元分析方法 基于大型有限元结构分析软件ANSYS,结合桥梁主梁结构二维涡激力模型气动参数识别方法以及典型断面主梁涡激力展向相关性研究成果,暂不考虑展向间距对涡激力展向相关性影响,仅考虑振型的影响,建立了大跨度桥梁结构三维涡振响应有限元分析方法,并以矩形断面拉条模型试验为例进行了验证。 本课题研究成果对于大跨桥梁结构涡激振动响应计算具有重要的参考意义。 2100433B
我国大跨度钢桥越来越多,研究与防止涡激振动已成为我国大跨度桥梁抗风设计的关键问题之一。目前大跨度桥梁主梁结构涡激振动主要通过节段模型风洞试验检验,而理论分析方法仅停留在二维模型阶段,三维理论分析近乎空白,从而无法准确预测涡振振幅。本项目从涡振具有三维空间特性的实际出发,重点研究展向间距、振型及紊流度对典型桥梁主梁断面涡激力展向相关性的影响。结合二维涡激力模型建立相应的气动参数识别方法;对闭口钝体、流线型主梁断面分别进行节段模型涡激力气动参数识别和涡激力展向相关性研究;在此基础上设计简支主梁结构气弹模型,研究展向间距、振型对涡激力展向相关性和涡振振幅的影响;在低紊流度条件下,研究展向间距、振型及紊流度对涡激力展向相关性和涡振振幅的影响。将主梁结构二维涡激力模型与涡激力展向相关性函数嵌入到结构有限元模型实现桥梁结构三维涡激振动响应分析,并以一实际桥梁气弹模型试验进行验证。
一、项目研究内容包括:1、建立重庆市某复杂山地地貌下的风环境模型;2、研究拱桥的抖振与涡激振动随来流湍流强度、湍流积分尺度等的变化规律;3、研究几种典型拱桥主梁断面以及主拱圈在不同雷诺数下的抖振响应和涡脱落规律,开展大跨度拱桥的抖振和涡激振动机理研究。二、意义:在西部大开发的大好形势下,西部地区建造了多座大型拱桥,另有许多大跨度拱桥正在兴建或即将兴建,继重庆菜园坝长江大桥之后,重庆朝天门大桥、拉萨柳梧大桥和重庆大宁河大桥等特大跨度拱桥相继动工,拱桥已成为西部地区的主要桥型之一。对于这类特大跨度拱桥,现行的《公路桥涵设计通用规范》和《公路桥梁抗风设计规范》中,没有给出抗风设计依据与措施,国内外开展的研究工作也不多。为确保该类大桥的安全、可靠,需要对此进行深入细致的风致动力响应研究,而该项课题的成果可以直接用来指导这类桥梁的抗风设计。 2100433B