虚拟吊装训练系统中柔性吊索建模方法研究

在虚拟吊装训练系统中,为了进行柔性吊索的动态实时模拟,提出了一种基于改进弹簧-质点模型的虚拟吊索建模方法。通过定义非线性弹簧,增强了吊索运动过程中的物理真实性。利用物理跟几何相互融合的方式进行建模,并采用将发生碰撞的吊索质点退回到上一时刻位置的方式,来进行虚拟吊索的快速碰撞处理。利用此方法对虚拟吊装系统中的柔性吊索进行建模仿真,不仅能够满足柔性吊索物理与几何的真实性,还能够达到吊装系统的实时性要求。     

悬索桥吊索尾流致振非定常理论分析

为研究悬索桥吊索的尾流致振机理及准定常理论在尾流致振中的适用性，进行了一系列风洞试验，测量得到尾流索股的气动导数的空间分布情况，建立了尾流致振非定常理论分析模型，采用龙格-库塔法求解方程，得到尾流致振响应. 结果表明：在5.2≤X≤5.6，1.1≤Y≤2.1的空间区域尾流索股发生明显振动，振动频率小于结构固有频率；在一个尾流致振周期内，气动刚度力对尾流索股做正功，说明尾流致振由气动刚度控制；基于准定常理论的计算结果与非定常理论计算结果偏差较小，两种理论得到的尾流致振机理一致.     

阻尼器支架刚度对悬索桥吊索减振效果影响的数值研究

采用数值方法,研究了阻尼器支架刚度对悬索桥吊索减振效果的影响.首先,将阻尼器支架简化为弹簧振子模型,建立了吊索-阻尼器-支架系统的自由振动偏微分方程组.其次,对不连续的狄拉克函数进行近似处理,采用有限差分方法对该方程进行数值离散求解,研究了阻尼器支架刚度对无量纲阻尼比曲线、可实现的最优阻尼比及其对应的最优阻尼系数等的影响,研究了阻尼器支架模态质量的影响,并与相关文献结果进行比较.研究结果表明,随着阻尼器支架刚度的减小,能实现的最优阻尼比减小,对应的最优阻尼系数也减小,会影响阻尼器效率;另外,各阶模态的无量纲阻尼比曲线不一致,不能采用统一的无量纲阻尼比曲线来设计阻尼器参数;阻尼器支架的模态质量对阻尼器效率影响很小.     

自锚式悬索桥施工中吊索张拉方法研究

针对自锚式悬索桥施工中体系转换的关键问题--张拉吊索使主梁脱离支架的复杂非线性过程,考虑结构承载能力和张拉设备能力等约束条件,研究了主梁脱离支架状态的确定方法、张拉次数和接长杆数量的优化方法.对万新大桥计算表明,利用该方法,通过4次张拉吊索可以达到理想的主梁脱离支架状态,通过3次张拉吊索可以达到满足要求的实际主梁脱离支架状态,优化后的接长杆数量为全桥吊索数量的27%.     

悬索桥成桥主缆线形计算研究

基于分段悬链线理论,推导了成桥线形计算方法和迭代格式.以此编制程序并围绕解析法中成桥线形分析中吊索力的确定,结合施工中加劲梁的架设特点,采用三种不同的近似方法来计算吊索力.对各种不同方法下得到的成桥线形进行了研究和比较.研究结果表明,基于解析的悬链线理论,吊索力虽然近似计算所得,但计算精度远比参数方程法和抛物线法高,在方法上也比有限元法简便.为以后采用类似方法计算偏差状况提供了参考.     

桥梁长索结构风致振动研究新进展

随着桥梁跨径的增大,桥梁索结构的长细比越来越大、频率越来越低,出现了一些 新的风致振动问题,如悬索桥吊索风致振动、斜拉索高阶涡激共振、安装亮化灯具的桥梁索结 构驰振等. 针对这些新挑战,采用现场观测、风洞试验和理论分析等手段,研究人员进行了系统 的机理研究,并提出了一些有效的振动控制措施. 结果表明：悬索桥吊索风致振动的机理复杂, 在斜拉索上积累的振动控制经验难以直接应用,安装刚性分隔架是抑制索股相对振动的有效 手段;已在多座大跨径斜拉桥上观测到斜拉索高阶涡激共振,增加了斜拉索振动控制的难度, 采用双阻尼器是可同时控制斜拉索高阶涡激共振和低阶风雨激振的有效方案;在桥梁索结构 上安装亮化灯具极易引发驰振,增加阻尼器和优化灯具气动外形是避免该类振动的有效措施.     

下承式钢砼系杆拱桥吊索施工张拉力计算

本文以某下承式钢管混凝土系杆拱桥为背景,针对施工过程中吊索张拉力计算这一关键问题。结合该桥施工步骤,采用倒拆法和影响矩阵法相结合的方法,计算出了该拱桥吊索施工张拉力,并在实桥中得以应用,取得了比较好的效果。     

限位吊索对三跨连续悬索桥静动力特性的影响

为研究限位吊索对大跨缆索桥梁结构静动力特性的影响，以某非对称三跨连续悬索桥为工程背景，建立了大桥有限元模型，并通过实测验证了模型的正确性，探究了限位吊索对大桥主缆线形、主梁线形及动力特性的影响.研究结果表明：限位吊索可协调三跨连续悬索桥边跨过渡墩处主缆与主梁的竖向变形，使得结构具有合理的应力分布；当一侧不设限位吊索时，主缆最大变形可达355.7 mm,同时引起其余吊索发生应力重分布，使得边跨主梁产生最大正向变形值，并在另一侧边跨产生最大负向变形值；当全桥均不设限位吊索时，主缆与主梁两侧变形均达到最大值，应力重分布呈对称分布；限位吊索主要影响三跨连续悬索桥前3阶竖弯模态频率，设置限位吊索可略微提高结构的竖向刚度.     

既有拱桥光彩亮化改造后吊索的涡振性能

为确定既有拱桥亮化改造后柔性吊索的涡激共振性能，结合数值模拟和风洞试验 开展了研究 . 针对既有吊索和新增吊索的亮化方案，对典型断面在不同来流风向下的绕流特 性进行了模拟，并讨论了气动力系数和旋涡脱落行为随风向角的演变规律. 然后，通过节段模 型风洞试验测试了吊索在不同风向角来流作用下的涡振响应，并结合数值模拟的结果对试验 现象进行了分析. 结果表明：在既有吊索上安装亮化灯具显著改变了其涡振性能. 当来流风垂 直于桥轴线时，沿索轴方向两种典型截面的旋涡脱落频率、强度有较大差异，减小了吊索整体 发生涡激共振的可能；当来流风向角在 30°附近时，两种典型截面的旋涡脱落特性趋于一致， 增大了吊索整体发生涡激共振的可能 . 新增吊索更为轻柔，外包矩形灯罩后发生涡激共振的 可能性很大，需要考虑必要的抑振措施.