西部山区斜拉桥风特性观测及数值仿真

针对山区地形地表类别不易确定、风环境复杂的问题,结合山西省禹门口黄河斜拉桥的实际工程,利用自行开发的桥梁风场特性分析系统,对桥址处一年多实测风速数据进行分析计算;并基于"数值风洞"模拟技术,采用Realizable和SST湍流模型,按有实桥结构和无实桥结构2种情况建模,模拟了7种工况下桥位及其周边的风场,得到了典型的西部山区峡谷风场的特点和规律。结果表明:受峡谷风效应影响,桥位风速增加;气流攻角在-9°～8°范围内,比平原地区大;风剖面应通过实测风速数据拟合,不能直接套用规范;湍流度和阵风因子小于一般气象强风条件下的值。     

桥梁风场模拟及主塔响应计算

现代大型桥梁的建设,面临的施工环境越来越复杂.其中,山区桥梁的建设,问题显得尤为突出,山区不但地质情况复杂,而且风环境也多样.风荷载常常是桥梁施工中极其重要的荷载,有时还可能成为控制因素.因此,桥梁施工时风场模拟和风荷载计算显得尤为重要.鉴于现在风场实验条件的局限性,也为了节省投资,风场的数值模拟显得十分必要,也是1种更为经济的方式.以马迹塘大桥为例,对其周边的环境进行了风场模拟,得到了其三分力系数.并在假定某一入口风速的情况下,对其施工中主塔的位移进行了计算.     

大风攻角下钢桁梁悬索桥颤振性能研究

由于地形干扰,山区桥位风环境复杂,易表现出较大的来流风攻角.为探明大跨度桥梁在大风攻角下的颤振性能,本文以西部某深切峡谷区大跨度钢桁梁悬索桥为工程背景,通过节段模型风洞试验得到了-7°～+7°大攻角范围内的颤振临界风速.采用多种气动措施对原始断面进行优化,以明确气动优化措施对大风攻角范围颤振性能的影响.结果表明:所研究桥梁颤振临界风速在-5°～+3°的大范围攻角内均较低;封闭桥面板中央开槽、检修道不透风、上下中央稳定板等不同气动措施对主梁在小攻角与较大攻角颤振性能的影响特点不同;采用封闭中央槽和检修道并设置合理高度的上下中央稳定板时,颤振临界风速得到较大提高且主梁阻力系数相对较小.     

复杂山区水库蓄水影响下的库区桥址风特性数值模拟研究

以某复杂深切峡谷大跨度悬索桥为工程背景,构建桥址区水库蓄水后的地形数值模型,对桥址区进行区域地形风场数值模拟研究.通过36个不同来流工况的对比分析,探讨水库蓄水后的主梁平均风速、风攻角、风剖面以及风速放大系数在不同来流风向下的变化规律.研究表明,山区库区桥址风场特性分布比较复杂:主梁横桥向平均风速随来流风向变化较大,主梁出现较大负攻角效应;典型工况下横桥向风速沿主梁由北岸向南岸递减;多数工况下,桥址区风剖面分布复杂,远不同于常规指数律;桥位出现较明显的峡谷风效应,风速放大系数最高达1.06.研究结果为水库库区大跨度桥梁的抗风设计提供一定的依据.     

浅谈山区高速公路桥梁的设计

山区高速公路的桥型选择受诸多因素的影响,是一个复杂的问题,桥梁设计工程师应根据已有的水文、地质、环境、施工技术、交通运输等资料,作出多种方案,进行反复比较,选出最佳方案.文章首先介绍了山区公路的特点以及桥梁与路基、隧道的关系,并结合工程实践,从整体上把握路线方案,通过平,纵指标分析,局部方案比选等方面探讨了山区高速公路桥梁的设计.     

山区峡谷桥梁抗风设计基准风速取值与风荷载计算

国内山区峡谷区域的桥梁一般具有高墩大跨的特点,作用在主梁及墩上的风荷载会很大,确定桥梁的设计基准风速与风荷载就变得十分重要.结合某连续刚构箱梁桥算例,对比《公路桥涵设计通用规范》和《公路桥梁抗风设计规范》中对主梁横桥向风荷载计算的规定,指出两部规范的差异,为山区峡谷桥梁抗风设计提供理论依据;通过联系现有研究和规范分析了设计基准风速的确定,并结合某桥算例分析了各自算法的合理性,从而确定采用现有研究的方法计算山区桥梁设计基准风速,并按《公路桥梁抗风设计规范》规定计算山区桥梁的静阵风荷载更为合理.     

承受均布荷载作用的悬臂箱梁剪滞效应对挠度影响分析

由于混凝土薄壁箱梁有自重小、跨度大和截面抗扭刚度较大等特点而被广泛应用于我国现代化铁路桥梁建设事业.因为我国西部山区地形复杂,所以悬臂箱梁成为广泛采用的桥梁形式.因此,为了研究混凝土悬臂箱承受荷载作用剪力滞效应对竖向变形的影响,本论述采用ANSYS有限元软件建立等截面悬臂箱箱梁数值型并施加满跨均布荷载作用悬臂梁,利用ANSYS数值模拟分析悬臂箱梁剪力滞效应对竖向挠度的影响并与初等梁理论对比.结论表明:悬臂箱梁剪力滞效应对竖向变形影响明显,尤其在自由端位置;考虑箱梁剪力滞效应后的变形比不考虑的情况计算的结果大,工程中应对悬臂箱梁剪力滞效应给予重视.     

风环境对大体积混凝土桥塔施工水化热的影响分析

采用数值模拟结合现场监测的方法研究了复杂风环境对跨江、跨海大桥大体积混凝土桥塔施工水化热的影响.首先,提出了风环境下混凝土水化热的理论计算方法,并基于实际背景工程考虑风环境,对大体积混凝土桥塔施工过程中的水化热效应进行数值模拟;然后,利用现场实际监测数据,对模拟的准确性进行验证;最后,利用此数值模型,针对风特征及结构参数进行分析.分析结果表明:环境平均风速增大会使混凝土桥塔节段内的水化热温度极值降低,但其表面温度梯度增加,开裂可能性也相应增大;结构尺寸的增大会削弱风环境对混凝土水化热的影响,但由尺寸增大引起的刚度增加会导致水化热最大主拉应力明显增大,从而引起混凝土开裂;同一风环境下,桥塔截面形式的改变对浇筑过程中结构内部温度梯度、极值分布以及主应力大小影响明显.     

山区高墩大跨径连续刚构桥的抗风稳定分析

结构稳定性是桥梁工程中经常遇到的问题,与强度具有同等重要的意义。随着我国经济与交通事业的发展和要求,高墩结构日益增多。同时,因为现代山区桥梁施工普遍采用阶段性施工方案,这将对山区桥梁稳定性变的更加复杂。运用MIDAS软件对某高墩大跨径连续刚构桥的抗风稳定问题做了深入研究,模拟了最大悬臂阶段和成桥阶段的风荷载数据;分析了风荷载对该桥稳定性的影响,其结果为大桥的设计和施工提供了理论依据。     

山区高速公路桥梁施工技术要点分析

山区高速公路桥梁施工中容易遭遇恶劣的施工环境,并且施工难度大,如果采用的工艺技术出现问题,则会导致严重的安全隐患,也可能导致工程完工后出现问题,所以对山区高速公路桥梁施工的核心技术进行分析,并且在实际工作中加以重视,有助于提高山区高速公路桥梁施工的质量。该文对山区高速公路桥梁施工技术进行了综合的分析,旨在对山区高速公路桥梁施工企业能够有所帮助。     

地震作用下山区斜坡桩基动力响应研究

西部大开发使得公路桥梁往往是跨越山区峡谷的重要结构之一,建立在山区斜坡的桥梁桩基的其受力特性本比一般的抗滑桩显得复杂,而在地震这种动力荷载下,这种情况显得尤为突出。本文对地震作用下桩基的承载机理进行分析,考虑地震作用下多因素对山区斜坡桩基响应的影响,运用非线性有限元软件midas gts对其进行数值模拟得出了相应结论:一方面山区斜坡桩基在地震作用下对斜坡有其保护作用,另一方面获取地震作用下桩基时程分布曲线及其变化规律影响。     

山区复杂地形条件下高速公路桥梁施工技术浅析

山区公路的主要特点是地形地质复杂,桥位周围自然地理环境差,地面起伏大,施工难度大。本文结合保宜高速公路通城河1#大桥施工,对在山区复杂环境下桥梁的施工技术及方案进行了总结,内容包括施工便道修筑、桩基础施工、下部结构施工以及T梁安装等。文章对同类条件下桥梁的施工,具有一定的指导意义。     

尕吉拉尕大桥动力特性及地震反应分析

连续刚构桥因其跨径大,桥墩高,跨越能力优越,在西部山区铁路建设中,尤其是地势复杂的环境中得到了广泛的应用。然而西部地区抗震等级较高,对结构抗震性能有较高的要求,故对其进行地震分析有着重要的意义。以兰合线尕吉拉尕大桥为工程背景,利用国际大型通用软件MIDAS对该结构进行模拟,对其进行动力分析,及地震反应分析。通过对计算结果的分析与对比可知,该结构各尺寸的拟定比较合理,抗震性能良好,其理论成果可为今后同类桥梁的设计及计算分析提供参考。     

某大型机场航站楼结构风载体型系数的数值模拟

以昆明新机场航站楼工程为背景,基于Fluent软件建立计算模型,采用标准k ε 湍流模型,数值模拟结构表面风场风压,并与风洞试验结果对比,获取结构风载体型系数.分析了不同风向角下屋面风载体型系数的分布和产生机理.计算结果表明：计算流体动力学(CFD)数值模拟方法可以较为准确地反映结构表面实际风压的分布规律,但数值方法结果比风洞试验结果的绝对值略偏大;在不同风向角时,屋面风载体型系数变化较大.根据当地风环境条件数值计算并经比较分析而获得的最不利风压分布,可应用于工程抗风的初步设计.     

西部大开发的地质灾害问题研究

由于西部地形地貌变化大,地质条件复杂,生态环境脆弱,在西部大开发过程中,尤其是大规模的基础设施建设中,必然产生多种地质灾害问题.本文在对西部大开发实施以来已经建设的和正在建设的主要工程的调查分析的基础上,研究了交通工程、城市建设工程和西气东输工程等引起的环境地质问题,讨论了这些问题产生的原因和对策.     

考虑地震波斜入射下河谷地形的大跨桥梁动力反应研究

大跨度桥梁的地震动空间变化的非一致影响不可忽略,斜入射是引起这种空间变化的主要因素.研究了斜入射条件下自由场数值模拟方法,建立了考虑地震动空间非一致性的大跨度桥梁三维有限元分析模型,以某跨海连续刚构桥为背景,研究了考虑非一致地震动空间的大跨桥梁地震动力反应,分析桥梁的内力幅值和分布规律.研究了地震波输入、斜入射角、地基土剪切波速以及河谷地形等影响因素的变化对P波及SV波作用下连续刚构桥结构动力反应的影响规律.结果表明,河谷地形条件下,墩底内力的变形规律和平坦地形相比有一些差异.斜入射时河谷地形的剪力和轴力的非一致影响系数与平坦地形相差比较大,P波作用下,墩底剪力和纵桥向弯矩随着入射角的增大而增大,墩底轴力随着入射角的增大而减小,SV波入射时,河谷地形条件下的墩底剪力和纵桥向弯矩随着入射角的增大而减小,墩底轴力随着入射角的增大而增大.     

起伏地形下复杂形体大跨网格结构风压与等效静风荷载数值模拟

以大跨空间建筑结构实际工程为对象,数值模拟分析复杂形体大跨网格结构在起伏地形下的风压分布、风载体型系数和等效静风荷载.运用Fluent软件计算不同风向角下的结构风载体型系数,发现风向角对结构风载体型系数影响较大.基于谐波叠加法模拟生成风速时程并转化为风压时程,采用ANSYS软件建立结构有限元模型,施加模拟所得的风压时程和风载体型系数,分析结构风致动力效应.定义风振动力放大因子以考虑共振响应的影响,并将其与特定时刻的瞬时风压分布相结合以形成结构的等效静风荷载.数值计算分析了基于基底竖向反力最小值的等效静风荷载及其分布.     

T梁连续刚构桥预制施工

T梁连续钢结构桥上部主梁为T梁,主梁架设后与墩固结。在当前高速公路桥梁设计中,考虑到山区的特点,不追求大跨径,尽量做到标准化、系统化、施工便利、造价低等,因此T梁连续钢构桥在山区的高速公路桥梁中得到了较多的应用。这同时与其结构特点和适用性有很大的关系,如行车的舒适性高、高墩稳定性好等。我国幅员辽阔,其中以山区和丘陵地貌居多,为适应发展山区经济和西部大开发,大力发展山区高等级公路成为必然,因此T梁连续钢结构桥具有较大的应用前景,对一该体系桥梁的研究具有重要的现实意义。     

一座变宽度的弯、坡、斜立交桥的设计

本文结合一座山区高速公路上的立交桥梁的工程实践,着重介绍了该桥梁处于弯、坡、斜且变宽度等多种复杂情况下的设计思路。     

峡谷地区桥位处风参数特性

以花江北盘江大桥为工程背景,通过地形模型风洞试验研究峡谷地区桥位处的参数特性,分析某峡谷地区不同风向来流时桥址处平均风剖面、紊流强度和脉动风功率谱变化情况。结果表明:在横桥向来流作用下,跨中位置测站风剖面呈指数规律,但桥塔位置处受周边地形影响较大,风剖面无明显规律,在另一侧横桥向来流作用下情况相似,说明来流发展受地形影响发育不均。整个山区风场的紊流度在空间分布上相关性不大,紊流度的空间分布受地形影响较大,特别是靠近边坡的位置,紊流度数值较大。脉动风功率谱的变化需要考虑周围山地的影响,顺河谷方向的来流在桥面高度处的功率谱与Kaimal谱吻合较好。