福建滨海区台风过程风特性实测及分析

在福建省平潭县王爷山构建风场实测系统,记录了2017年1709号台风“纳沙”和1710号台风“海棠”的三维风速时程. 利用两次台风数据,对台风风眼区经过前后的近地边界层风特性进行研究和分析. 总结风速剖面参数、湍流强度、湍流积分尺度、阵风因子等风参数的分布规律和风眼壁区脉动风速功率谱在频域内的特征,并对实测风速功率谱进行了分析及拟合,得到适应该地区的风速功率谱及相应谱参数,供该地区结构抗风设计参考.     

基于结构健康监测的苏通大桥实测强风演变功率谱

对基于小波变换的非平稳时间序列演变功率谱密度函数的估计方法进行了总结.以苏通大桥结构健康监测系统实测的台风达维、海葵以及冬季强北风数据为研究对象,基于Morlet小波计算了上述3个实测典型强风的演变功率谱密度函数.实测风演变谱在时域内的均值与傅里叶谱吻合良好,验证了演变谱估计结果的准确性.实测强风的演变功率谱分析结果表明,脉动风的能量主要集中在低频部分,且脉动风速功率谱随时间变化显著,具有较强的非平稳特性.基于平稳随机过程假设的传统风谱计算方法无法准确描述实测强风风谱的非平稳特征.研究结论可为桥址区三维非平稳脉动风场的准确模拟以及强/台风作用下苏通大桥的非平稳抖振分析提供实测参考.     

超强台风山竹近地风场特性实测

基于356 m高的深圳气象梯度塔(SZGMT)的实测风速时程数据,分析了超强台风山竹侵袭过程风场特性的竖向分布规律.结果表明,SZGMT上游地面的平均风速剖面指数为0.238,略高于建筑结构荷载规范(GB50009-2012)的C类地貌的指数值;纵向湍流强度接近GB50009-2012 D类地貌的建议值,三向湍流强度比...     

苏通大桥三期试桩关键技术

三期水中桩于桥轴线上游160m(130m)处,目的为检验桩基施工工艺和设计桩基承载力,本文主要介绍了包括钢护筒下放、钢筋笼安装、钻孔工艺、泥浆循环系统、桩端压浆等施工技术.     

苏通大桥挑战与创新

由于复杂的气象条件和地理环境,建设苏通大桥是一个巨大的挑战.苏通大桥采用2.85m大直径工程钢护筒作为支撑桩成功搭设施工平台,将平台误差控制在5cm以内,将100m长桩的倾斜度控制在1/200以内;将临时结构钢套箱用作防船撞结构,有效解决桥墩防撞安全问题;采用集中控制的千斤顶群顶技术实现了双向潮汐河段6000t钢套箱整体沉放,同步误差控制在1cm以内;采用临时防护与永久防护相结合的冲刷防护方法,有效抑制河床冲刷,保证了基础施工和运营安全;采用温度与风修正和追踪棱镜法解决了索塔施工测量与控制难题,提高了复杂条件下高耸结构施工测量工效,将300m索塔施工误差控制在10mm以内,倾斜度控制在1/40000以内.     

苏通大桥主桥结构体系研究

苏通大桥主跨1 088 m,是目前世界上最大跨径的斜拉桥。大桥桥位处建设条件复杂,抗震和抗风要求高,选择合理的桥梁结构体系是保证结构安全和功能的关键。介绍了苏通大桥结构体系的比选过程,比较了全飘浮、黏滞阻尼器、液压缓冲器和塔梁固接4种体系,重点分析对比了不同参数下黏滞阻尼器和液压缓冲器的结构响应,首次提出了用于桥梁的带有附加限位功能的特大型液体黏滞阻尼器,对阻尼器的设计参数进行了分析研究,并在苏通大桥上实现了这一新型装置。     

广东汕尾9810号台风实测分析

首次采用无惯性的超声波式风速风谱仪对广东汕尾 ９８１０ 号台风进行了实测。通过实测发现,台风风速的变化周期性明显,一般在５ ～ ５０ ｓ 左右,在峰值频率附近集聚的风能量过于集中,具有很强的破坏性。台风的阵风系数和湍流强度较大,风速极不稳定,从风能利用的角度讲,其品质因数较差。     

苏通大桥群桩基础应力扩散角反演分析

等代墩基法是群桩沉降计算的一种简化模式,在计算超长大直径钻孔灌注群桩基础最终沉降量时,得到的理论值往往偏大,经沉降经验系数修正后其值又偏小,而且按照从外围基桩以-φ/4(-φ为平均摩擦角)来考虑应力扩散作用显然不适用于深水群桩基础沉降计算.鉴于此,利用苏通大桥地基基础安全监测系统实时在线监测数据,考虑钢护筒与桩身共同作用,采用等代墩基法模型反演不同施工阶段应力扩散角,得到荷载传递过程中应力扩散角随时间的变化规律,从而给出用等代墩基法计算深水群桩基础沉降时应力扩散角的取值范围,为桩基设计提供一定的理论依据.     

矮寨大桥桥址区脉动风特性的实测分析

根据建立在矮寨大桥上的测风塔对矮寨大桥所在山谷进行实时的风速、风向等信息的全程监测和记录,获得了在桥面上6个点和桥面下4个点的实测数据.基于矮寨大桥现场测得的风速数据,对湍流度、阵风因子、等脉动风参数特性进行分析研究.研究表明,湍流度和阵风因子均随平均风速的增大而减小,并且通过最小二乘拟合得到了他们之间的经验公式.     

台风风特性现场实测与数值模拟研究综述

台风风特性的现场实测与计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟是研究台风作用下结构风效应和城市地形风场特性的主要方法。采用综述形式,对当前台风风场特性现场实测与数值模拟研究的基本方法、主要内容、待解决问题及未来发展趋势进行了归纳及总结。现场实测台风数据为台风风特性的研究提供有力的科学根据,在数值模拟软件中对台风风场进行模拟极大方便了对台风风特性的研究。目前,台风实测数据还十分有限,台风非平稳性和地域性差异等因素导致难以用数值模拟的方式准确描述城市地形风场环境。未来,需以现场实测和数值模拟相结合的方式,总结风场特性,对城市地形风场建立适配的台风数学分析模型,得到合适的结构设计风参数选值方法。     

苏通大桥斜拉桥静力稳定分析的综合比较研究

结合苏通大桥科研专题与国际咨询审查成果，系统地就国内外研究中对大跨度斜拉桥静力稳定分析中所采用的加载方式、判定准则及其结论上的异同等关键问题进行了综合比较和分析研究，并指出一些亟待进一步探讨的问题．     

西江大桥桥位处实测良态风非平稳特性

以南广(南宁—广州)铁路西江大桥风环境监测子系统实测风场数据为研究对象,选择2次强良态风样本,运用经验模态分解法(EMD)和小波分析对强风样本进行非平稳分析,建立基于EMD分解和小波分析的非平稳风速模型,并将其与传统平稳风速模型计算结果对比分析。研究研究表明:西江大桥桥位处良态风非平稳特征明显;采用平稳风模型计算的紊流强度、阵风因子、积分尺度均比相应非平稳风模型计算的大;对于脉动风概率密度分布,非平稳风速模型比平稳模型更符合正态分布假定;2种风速模型计算的顺风向功率谱密度在低频段吻合较好,而在高频段非平稳风模型功率谱密度计算结果小于平稳风模型计算结果;Karman谱在高频段与2种计算模型功率谱密度结果较吻合,但在低频段存在较大差异。     

苏通大桥工程文化建设实践与经验

在我国大型工程建设管理的过程中审时度势地融入文化的力量,必将为我国工程建设管理注入活力。工程文化是工程内容与文化形式有机统一的综合体,由于工程的时限性与一次性,使得工程文化体系的建设带有特殊性,通过对苏通大桥工程文化体系建设过程的研究,肯定了大型工程文化建设是工程管理的软实力,同时也在深入分析的基础上,对大型工程建设中构建工程文化体系进行了较为系统的思考,包括工程文化内涵的深刻认识、工程文化建设的原则、工程文化建设的内容以及如何有效地使工程文化快速形成和有效渗透等方面,为后续大型工程文化体系的建设提供了参     

坐标法检测苏通大桥钢护筒中心构形分析

对三点坐标求解圆心的精度公式进行了推导，详细分析了三点构形对圆心精度的影响，证明了三点呈正三角形分布为最佳构形．并对四点及多点求解圆心的平差问题进行了简单的探讨．做了模拟钢护筒的检测试验，对试验数据进行了计算与分析．分析结果在苏通大桥钢护筒中心位置的检测中得到了较好的应用。     

苏通大桥钢箱梁吊装专用设备研究与应用

苏通大桥为主跨1 088 m的钢箱梁斜拉桥,钢箱梁分为5部分：辅助跨、边跨及索塔区大块梁段,悬拼标准梁段,边、中跨合龙梁段。大块梁段在工厂组拼,用大型浮吊安装。由于通航净空高,传统桁架结构吊具难以满足国内现有浮吊吊高与吊重要求,所以提出苏通大桥超大、超重钢箱梁节段轻型吊索具结构,并介绍了吊索具设计与使用要点。标准梁段采用桥面吊机悬臂安装。由于主梁节段宽且重,加上桥区恶劣的气象和水文条件,以及斜拉索长索梁端牵引需要,对桥面吊机结构和性能提出了较高要求。介绍了苏通大桥集梁段吊装和拉索安装功能为一体的桥面吊机设     

苏通大桥主桥前期工程方案论证概述

围绕苏通大桥前期工程方案论证决策过程，重点介绍苏通大桥桥位论证、跨江大桥主桥工程方案研究与比选论证和有关前期科研工作概况。在跨江大桥主桥工程方案研究和比选论证过程中突出介绍了主桥桥型方案构思、1 088 m斜拉桥方案研究与比选、主桥结构体系研究与比选、主桥主要构件结构方案研究与比选，并从基础资料专题研究和桥梁关键技术研究两个方面介绍了苏通大桥前期科研工作概况。     

苏通大桥超高混凝土索塔温度梯度效应研究

针对超高索塔施工控制中结构设计参数的变化能导致结构内力的变化和形状的改变,以及与时间有关的温度参数不易确定的问题,在分析了产生温度变形原因的基础上,结合苏通大桥的现场实际情况,介绍了如何在超高索塔的施工过程中消除温度效应影响的方法.     

苏通大桥基础工程的挑战与创新

介绍了苏通大桥超大深水群桩基础利用工程钢护筒搭设施工平台、５０００t承台钢吊箱整体同步沉放 及其与防船撞结构相结合构成永久防船撞设施、永久冲刷防护等三项技术创新;提出了特大型桥梁基础工程经 济合理的设计方案和安全可靠的施工法;阐明了理念创新和技术集成对大型复杂工程建设的重要性。     

上海陆家嘴地区高空台风“温比亚”风特性实测

基于上海环球金融中心顶部超声风速仪记录的台风"温比亚"风速样本数据,对平均风特性和湍流强度、阵风因子、峰值因子、湍流积分尺度和功率谱密度等脉动风风特性参数进行了详细分析.结果表明:1小时内在3 s、10 min和1 h 3个时距的平均风速变化趋势一致.湍流强度呈现出随平均风速增加先下降后稳定的趋势,纵向和横向湍流强度均值分别为0.135和0.132;阵风因子均随湍流度的增大而增大,两者呈现线性增加的趋势;湍流积分尺度随平均风速增加而没有明显的变化趋势;Von-Karman谱能够较好地拟合本次台风实测纵向和横向风速谱.     

9711号台风与0509号台风的对比分析

9711号台风和0509号台风是近十几年来影响我国范围最广、时间最长、灾害最为剧烈的两个台风,本文着重从环流形势、不同时间台风中心的强度变化、移动路径、物理机制等方面进行对比分析。结果表明二者生成的环流背景中,副高的变化比较相似,但西风带系统又不尽相同;二者的移动路径非常相似,对于山东以南地区造成的天气和灾害也比较接近,对于山东以北地区又差别较大。