双塔双索面斜拉桥抗风稳定性分析

斜拉桥结构的复杂性和特殊性,使得结构对风十分敏感,在风荷载作用下的响应一直是工程实践中的重要问题。以某预应力混凝土双塔双索面斜拉桥为背景,通过改变梁索塔结合方式得到半飘浮和飘浮体系,对其动力特性和抗风稳定性进行分析比较。通过建立全桥有限元模型进行动力特性分析,得到自振频率及振型等参数,然后进行抗风稳定性分析。可知无论是飘浮体系还是半飘浮体系,在成桥状态下都十分安全,且飘浮体系抗风性能优于半飘浮体系,为同类双塔双索面斜拉桥抗风分析提供了有效的分析方法。     

静风荷载下的大跨度斜拉桥稳定性分析

由于风荷载对斜拉桥的作用比较敏感,尤其是对于柔性大跨度斜拉桥。文章基于伯努利方程推导整个断面的3方向静风荷载原理,并采用内外增量双重迭代以及发散机理的数学描述给出静风稳定性计算过程;结合斜拉桥本身特性,分析了某跨江大跨度斜拉桥的横桥向风荷载和竖桥向风荷载的影响;使用大型有限元软件MIDAS/Civil建立桥梁模型,并进行成桥状态静风荷载下的特性分析,据此来评估该桥的静力抗风性能,为相关桥梁的抗风性能分析与设计提供依据。     

浅析桥梁抗风理论两次跃迁中的辩证法——从悬索桥风毁失败到斜拉桥抗风的成功

本文回顾了从悬索桥风毁失败到斜拉桥抗风成功的桥梁抗风理论发展过程,运用马克思主义原理论述了桥梁抗风理论由静力作用向动力作用的被动跃迁和由古典颤振理论向现代颤振理论的主动跃迁中的辩证法思想光辉,并运用这一辩证法的思想预见了桥梁抗风理论发展的方向和过程。     

基于高性能材料的大跨径斜拉桥抗风性能分析

为了研究活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC)和碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)在大跨径斜拉桥中应用的可行性,以主跨1 100m的钢斜拉索、钢主梁、普通混凝土索塔斜拉桥设计方案为基础,构造了一座同等布置形式的CFRP拉索、RPC主梁、RPC索塔斜拉桥方案.采用有限元法对2种方案斜拉桥的动力特性、抗风性能等进行了分析和比较.结果表明:2种方案结构的自振基频相差不大,CFRP索RPC主梁斜拉桥的主梁颤振稳定性有所提高,其抖振响应位移较钢索钢主梁斜拉桥明显降低.CFRP拉索的自振频率达钢斜拉索的2倍;与钢斜拉索相比,CFRP拉索涡振幅值有所增大,但整体而言2种方案斜拉索的涡振幅值均很小,不影响其安全;CFRP拉索的风雨激振振幅不到钢斜拉索的1/2,且前者与风雨激振相关的临界风速较后者有所提高.应用高性能材料RPC与CFRP的大跨径斜拉桥整体抗风性能优于传统的钢斜拉索钢主梁斜拉桥,从抗风性能角度而言,将高性能材料RPC与CFRP应用于大跨径斜拉桥中是可行的.     

超千米级CFRP与钢组合拉索斜拉桥动力性能分析

为研究超千米级碳纤维增强塑料(CFRP)与钢组合拉索斜拉桥动力性能,参考苏通大桥设计参数,选择优化的组合拉索面积比,分别建立1 400 m CFRP与钢组合拉索斜拉桥有限元模型以及全钢、全CFRP拉索斜拉桥2个对比模型.首先,对组合拉索斜拉桥以及对比模型的固有频率和振型进行计算.然后,选择典型地震波进行地震动响应时程分析,并分别研究一维激励和三维激励2种输入形式.最后,采用规范法,从颤振稳定性、静力扭转稳定性以及抖振振幅估计3个方面对抗风稳定性进行分析.结果表明:采用合理优化面积比0.35,可使CFRP与钢组合拉索斜拉桥的抗震性能不仅优于传统钢拉索设计以及价格昂贵的全CFRP拉索设计,而且其主要构件内力数值也较低;对于抗风稳定性,组合拉索斜拉桥略低于全钢拉索设计,但明显优于全CRFP拉索设计,可在减轻拉索自重的同时提高其经济性能.     

大型体育场膜结构静力风荷载特性与响应分析

结合某大型体育场膜结构挑篷的风洞试验研究,对挑篷膜面的风荷载特性和典型膜面的静力风荷载响应进行了详尽的分析.试验结果分析表明,挑篷前缘膜面的负压风荷载数值最大,是膜面抗风设计的控制荷载.静力风荷载响应分析中考虑了膜面的初始预张力、抗风索、拱距以及拱的矢跨比对膜面抗风性能的影响,从中获得了对这类结构设计有益的结论.     

浅谈高层建筑抗风设计及风振有效控制方法

本文通过对高层建筑在风荷载作用下的影响因素以及风荷载的特点以及分类的分析,介绍了常用抗风设计控制方法,分析了风荷载以及风荷载的影响因素,提出了高层建筑抗风设计的一些原则和舒适性条件,并通过实例说明了现阶段常用的风振控制方法。     

开洞位置对低层轻钢结构风荷载的影响

鉴于高层开洞良好卸载效果与迎风面突然开洞的破坏作用,提出对低层轻钢结构开洞抵御风荷载的气动措施.通过湍流κ-ε方程和结构化非均匀网格,采用风洞实验验证的数值风洞模型模拟了4个开洞位置不同,但尺寸相同的轻钢建筑,并基于以上模型风荷载分布提出主动抗风的结构形式.分析结果表明,开洞房屋屋面平均风压较低,此种结构在强风作用下比同类型全封闭的结构抗风性能要好.     

高层建筑结构抗风设计浅析

本文简要介绍了高层建筑结构风荷栽作用特点,提出基于性能的结构抗风设计理论框架。对结构抗风概念设计与计算分析及结构抗风性能安全性评价进行简单讨论;同时提出改善抗风性能的结构设计方法,展望抗风设计的发展前景。     

可收折超视距雷达车抗风倾覆稳定性分析

风载荷是机动式超视距雷达车的主要外加载荷.针对其在风载荷作用下的抗倾覆稳定性问题,以某新型机动式超视距雷达车为对象建立了理论验算模型,基于自回归模型利用Matlab编程生成与Davenport谱相吻合的随机脉动风载荷;将随机风载荷引入到超视距雷达车的抗风性能研究中,并运用商用软件分别对其收车状态及雷达作业状态进行风振响应分析及动力学分析,得到其动态时程响应.结果表明,该超视距雷达车可满足使用要求.此方法为机动式超视距雷达车的抗风设计及校核提供了一定的理论依据.     

用PKPM进行钢筋砼排架结构抗风柱的设计

通过对排架柱与抗风柱在风荷载作用下受力模型的分析,归纳出两者间的异同,从而找到了利用ＰＫＰＭ软件解决抗风柱设计问题的路子。     

大跨度钢箱梁斜拉桥施工过程风致抖振时域分析及抗风措施

以杭州湾跨海大桥北通航孔斜拉桥为背景,采用ANSYS有限元分析软件对其施工中最大双悬臂及最大单悬臂状态进行了风致抖振响应时域分析.采用谐波合成法进行了随机风场模拟,对塔、梁和索承受的风荷载分别进行了简化,并给出了静风力、抖振力和自激力的时域表达式及自激力在ANSYS中的实现方法;采用“鱼骨式”模型作为斜拉桥主梁的计算模型,分析考虑了结构的几何、气动非线性.分析结果表明:在施工阶段设计风荷载下,主梁悬臂端及塔顶处位移响应较小,风荷载效应与恒载效应组合后,塔根部截面最大拉应力为0.707 MPa;根据抖振响应分析结果和其他因素综合考虑,对杭州湾跨海大桥北通航孔斜拉桥提出了施工过程中有效可行的抗风措施.     

风荷载作用下斜拉桥概率有限元分析

随着桥梁跨径的增大,风对桥梁结构的作用也越来越重要,而桥梁结构的抗风性能评价涉及到许多不确定性因素:设计风速、结构几何物理参数以及风与结构的相互作用的不确定性等。从结构几何特性以及三分力系数两个方面来讨论不确定性参数对结构静力抗风性能的影响,利用MonteCarlo数值模拟与有限元相结合的方法进行参数不确定性分析,并得到影响关键截面响应的敏感性参数;利用抖振反应谱理论计算了长江上某拟建公路大桥在成桥状态的抖振响应,同时考虑静风、脉动风作用,利用一次二阶矩(First OrderSecond Moment,FORM)方法计算主梁跨中截面可靠度指标。     

榕江特大桥吊杆抗风性能评估

当风绕过非流线型断面的吊杆时,会产生漩涡和流动的分离,形成复杂的空气作用力,使吊杆出现纵向振动、横向振动或扭转振动。为确保榕江特大桥吊杆的抗风性能能够满足要求,分别建立了三维全桥和吊杆有限元计算模型,然后依据既有抗风评估理论,综合评估了吊杆的抗风性能。通过计算发现：长吊杆的涡激共振起振风速低于设计值,长吊杆的驰振临界风速也不能满足设计需要。计算结果为进一步对吊杆进行风洞试验研究以及设计合适的抗风措施提供数值参考。     

半漂浮斜拉桥竖弯基频的实用估算公式

为便于计算半漂浮体系斜拉桥的竖弯频率,以无辅助墩的半漂浮斜拉桥为研究对象,利用瑞莱法推导了1阶反对称和正对称竖弯振动频率估算公式,最后利用实际工程算例对此公式的准确性进行验证.研究结果表明:不同约束条件决定了斜拉桥竖弯基频主要影响参数,且计算结果偏差很大,应准确模拟半漂浮斜拉桥的边界条件;推导获得的竖弯基频实用估算公式的计算结果与有限元值相对误差为13.91%,低于《公路桥梁抗风设计规范》推荐公式的计算结果,而推导的1阶反对称估算公式可以作为公路桥梁抗风设计规范的相关推荐公式,为半漂浮斜拉桥初期概念设计提供更为精确的估算公式.     

基于风振舒适度的高层建筑生命周期费用模型

根据感知结构在风荷载作用下振动的人数所占比例将超高层建筑舒适度性能水平划分为五个等级,并以结构水平振动加速度作为控制指标,建立了超高层建筑舒适度性能的评价方法。通过虚拟激励法进行频域分析求得结构在随机风荷载作用下的响应特性,获得一次强风作用下结构各性能水平的可靠度;考虑工程场地可能出现的风荷载水平得到建筑生命周期内各舒适度性能水平的可靠度;同时根据 “投资-收益”准则建立基于舒适度性能的超高层建筑生命周期费用模型;该模型可以考虑不同设计方案下的生命周期费用,并可依据生命周期费用最小原则进行投资决策,是基于性能的抗风设计的具体应用。利用该方法对某超高层建筑进行了调频质量阻尼器(TMD)安装与否进行了投资决策,说明了本方法的适用性。     

银滩黄河大桥抗震抗风分析

文章以独塔双索面预应力混凝土梁斜拉桥为例,对其动力特性、抗震及抗风稳定性分析做一探讨。     

大跨度结合梁斜拉桥非线性动力特性研究

以大跨度半漂浮体系组合梁斜拉桥为例,首先运用有限元理论,并考虑结构几何刚度与非线性的影响,建立了三维空间动力分析模型,然后采用分块兰索斯法对桥梁进行动力特性研究。结果表明:几何刚度与非线性对结构动力特性影响明显,结构基本周期长,自振频率低,模态振型密集,空间性与耦合性显著。对大跨度组合梁斜拉桥进行动力特性研究时应考虑结构的几何刚度与非线性以及空间性,同时为研究抗震与抗风性能奠定了基础。     

带伸臂桁架减振层高层结构抗风效果分析

建立某50层钢框架-混凝土核心筒三维空间结构模型,对原结构和装设伸臂桁架减振层的结构进行顺风向脉动风作用下的时程分析,探讨了减振层数量与布设位置对该结构抗风性能的影响.结果表明:合理的减振层数量及其优化设置可有效改善高层结构舒适度以及抗风性能;以层间位移角和结构顶层峰值位移为控制目标,将阻尼器连续布设在结构中部减振效果较好;以结构顶层峰值加速度为控制目标,将阻尼器连续布设在靠近结构顶部减振效果较好;在黏滞阻尼器的阻尼指数和总阻尼系数等参数不变的条件下,设置多道减振层高层结构的综合抗风性能优于设置单道带伸臂桁架减振层的高层结构.     

大跨度空间网架结构风荷载数值模拟方法

回顾了风工程的发展历程,分析了大跨度空间结构抗风与高层结构抗风的差异,列举了目前大跨度空间结构设计中常用的各种风荷载模拟方法,并对它们各自的特点进行了比较.