开口截面斜拉桥涡激共振风洞试验及减振措施研究
桥梁结构涡激振动实例及减振措施比较研究
桥梁结构涡激振动实例及减振措施比较研究摘要:针对设计中不被重视的涡激共振问题,讨论了桥梁结构涡激振动及其响应分析的复杂性,介绍了几座国外大跨度桥梁结构的涡激振动问题,并比较分析了这些桥梁结构所采用的不同减振措施方案,推荐设计阶段首先选择气动控制措施来抑制桥梁涡激振动,而已建成的桥梁发生涡振病害则更适宜选用机械减振措施。
abstract: in view of the ignored problem of vortex-induced resonance in design, this article analyzes vortex-induced vibration of bridge structure and the complexity of response analysis. the vortex-induced vibration problem of some foreign large span bridge structures is introduced and different vibration reducing measures of these bridges are analyzed and compared. it is recommended that pneumatic control measures be firstly used to control thevortex-induced vibration of bridges in design phase, while for vortex-induced vibration of built-up bridges, mechanical vibration reduction measures are more appropriate.关键词:桥梁;涡激振动;振动控制;气动措施key words: bridge;vortex-induced vibration;vibration control;pneumatic measures中图分类号:u441 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)24-0100-030 引言桥梁结构涡激振动是由气流流经钝体的桥梁断面后产生分离而形成交替脱落的旋涡所引起的横风向振动,当风流的旋涡脱落频率接近结构的自振频率时就会诱发结构的涡激共振,大幅度的涡激共振会造成桥梁构件的疲劳破坏并严重影响行车安全。
_型截面涡激振动风洞试验及气动抑制措施研究_杨光辉
适用于双索面体系的斜拉桥, 两个边主梁之间由桥面板及横梁相连接 , 拉索可锚固于边主 主梁截面形式, 梁上, 形成多点连续弹性支承, 结构传力途径清晰, 受力明确, 设计中边主梁外侧做成风嘴状以减少迎风 阻力。同时考虑结构工程施工, 标准化程度高, 但是这类断面容易出现涡激振动
[34 ]
。
其带有自激性质, 振动的结构 涡激振动是大跨度桥梁在低风速下很容易出现的一种风致振动现象 , 反过来会对涡脱形成某种反馈作用 , 使得涡振振幅受到限制。 处于流场中的桥梁断面, 在忽略其自身振 动的条件下, 可视为一固定不动的刚体。来流经过这一刚体时, 必然会发生绕流现象, 其截面背后的周期 — —涡激力。当被绕流的物体是一个振动体系时, 周期性的涡激力 性漩涡脱落将产生周期变化的作用力 — 将引起结构的涡激振动, 并且在漩涡脱落频率与结构的自振频率一致时发生涡激共振 涡振的抑制可分为结构措施、 阻尼措施和气动措施
第 28 卷
第1 期
石家庄铁道大学学报 ( 自然科学版 )
Vol. 28
No. 1
2015 年 3 月
JOURNAL OF SHIJIAZHUANG TIEDAO UNIVERSITY ( NATURAL SCIENCE)
Mar. 2015
π 型截面涡激振动风洞试验及气动抑制措施研究
杨光辉, 屈东洋, 牛晋涛, 方 成
( 长安大学 公路学院, 陕西 西安 710064 )
摘要: 对某大跨斜拉桥进行节段模型风洞试验 , 研究该桥采用 π 型断面时抑制主梁涡激振 动的气动措施。对其主梁节段模型进行涡激振动试验, 通过对比研究, 检验中央稳定板及改变 栏杆透风率的气动措施的有效性 。并借助 CFD 仿真技术, 分析主梁断面周边绕流特性, 探索气 动措施抑制涡激振动的机理。结果表明, 气动措施可以改善 π 型截面梁空气动力学特性, 得到 了抑制涡激振动的目的。 关键词: 斜拉桥; π 型断面; 涡激振动; 减振措施; 风洞试验 中图分类号: U446. 1 ; U448. 27 文献标志码: A 文章编号: 2095 0373 ( 2015 ) 01 0034 06
中央开槽箱梁涡激共振特性及抑振措施机理研究
中央开槽箱梁涡激共振特性及抑振措施机理研究杨婷;周志勇【摘要】To study vortex-induced resonance characteristics and anti-vibration measures'mechanism of central-slotted box girders,the large-scale sectional model vibration measurement,pressure measurement and CFD were employed.A long-span cable-stayed bridge over Yangtze River was taken as an example to conduct wind tunnel tests of large-scale sectional model.The test results indicated that it is the maintenance rails located inside aerodynamic susceptible sites that cause the vortex-induced vibration of the bridge.CFD numerical simulation results showed that the upwind flow passing through the curved soffit plate is hindered by the inside maintenance rails to cause an increased width of dead water region in the wake of upwind box section,a continuous and intensive vortex shedding phenomenon occurs due to velocity gradient and the VIV of the bridge main beam section takes place;accordingly,the inside maintenance rails are proposed to offset the center line of the main beam with a certain distance,they are not an obstacle to the high-speed upwind flow;thus the flow separates at the location far away from the knuckle line and the size of dead water region in the upwind box wake is reduced to prevent the vortex shedding.The static pressure test results showed that when shifting the inside maintenance rails,the negative mean pressure at the soffit plate knuckle line,does not change dramatically,the fluctuating pressures on the upwind and downwind inclined panels can be reduced,and the fluctuatingenergy is dispersed without a consistent predominant frequency.Wind tunnel tests for the modified section were conducted and the results showed that the VIV of the bridge can be suppressed completely.%基于大比例节段模型风洞测振、测压试验及计算流体力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)方法进行中央开槽箱梁涡激共振特性及抑振措施机理研究。
边主梁断面斜拉桥涡激共振阻尼敏感性试验研究
一
个 重要 工程 。北 盘江 特大桥 ( K 线) 推 荐方 案主
桥为 1 5 0 m+3 2 8 m+1 5 0 m 预 应 力 混 凝 土 斜 拉
桥, 见图1 。主梁 高 2 . 5 m, 桥 面宽 2 4 . 1 m。节段 模 型 风洞试 验是 将桥 梁 的三维振 动 问题简 化 为二
黄 凡 杨 健 周 潇 刘建 军。
( 1 . 贵 州 省 水 利 投 资有 限公 司 贵 阳 5 5 0 0 0 1 ; 2 . 贵 州 省 交 通 规 划 勘 察 设 计 研 究 院股 份有 限公 司 贵 阳 5 5 0 0 0 1 )
摘要Biblioteka 边 主梁断面 ( 或 n形 梁 ) 是 大 跨 度 斜 拉 桥 中常 用 的一 种 主 梁 断 面 形 式 , 但 容 易 产 生 涡 激 共
Li u H ai z ho ng , H e Chu nl i n
( Wu h a n Hi g h wa y S u r v e y a n d De s i g n I n s t i t u t e ,W u h a n 4 3 0 0 1 5 ,Ch i n a )
h a s a c o n c r e t e t r i — c e l l u l a r s e c t i o n,a n d t h e ma i n c a b l e i s a n c h o r e d d i s p e r s e d l y o n c o n c r e t e g i r d e r . To s o l v e t h e p r o b l e m o f ma i n g i r d e r d e f l e c t i o n,t h e p r e — s e t t i n g me a s u r e f o r ma i n c a b l e a n c h o r a g e i s t a k e n
箱桁梁断面斜拉桥涡振性能及抑振措施的研究
箱桁梁断面斜拉桥涡振性能及抑振措施的研究冯丛;华旭刚;胡腾飞;陈强;陈政清【摘要】T he cable-stayed Dongting Lake railway bridge under construction was case-studied in this paper. A finite element modeling of the cable-stayed bridge with box-truss composite girder and its vortex-induced vibration were analyzed. T hree finite element schemes for modeling box-truss girder of the bridge,namely the spatial beam model ( SBM) ,spatial plate-beam model( SPBM ) and spatial shellmodel( SSM ) ,were compared in terms of modal frequency,equivalent mass and mass moment of inertia per unit length. It shows that the results from the SPBM and the SSM are basically the same,while the SBM can't accurately produce the equivalent mass unit length girder for some higher-order lateral modes. T he vortex-induce vibration of the box-truss composite girder was tested in wind tunnel by flexibly mounted rigid sectional model tests. T he results indicate that this cross-section type may experience large-amplitude vertical vortex-induced vibrations at wind attack angle of -3°,which is caused by the vortex shedding at the leading edge of the box-girder part of the cross-section. T he effects of aerodynamic appendix for suppression of vortex-induced vibrations w ere studied and it is found that tw o stabilizers beneath the open orthotropic deck dramatically reduce the vibration amplitude. T he vibration amplitude is within the limit given in design specification when the height of stabilizers is half of the box-girder height; and the vortex-inducedvibrations completely diminish when the height of stabilizers is the sameas the box-girder height.%以在建的洞庭湖铁路三塔斜拉桥为工程背景,分析了箱桁断面斜拉桥主梁的建模方法以及涡激共振性能。
超大跨径斜拉桥斜拉索振动特性及减振措施研究
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梁工程界和风工程界研究人员关注的焦点。
本文分析了 斜拉索的可能振动类型和索的静、 动力特性, 分别对斜拉 索的参数振动与 线性内部共振、 风雨激振的振动机理进行初步分析, 对斜 拉索减振对策措施进行研究, 系统、 全面提出斜拉索减振设计原则和设计 方法。以苏通大桥工程实践为背景, 进行相关试验、 研究、 分析, 确定苏 通大桥斜拉索结构特性和具体减振方案, 为工程建设提供帮助, 同时也为
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bdew i ivr lu f St g de s co a wlao rg, c s h p l u n Bi cnr tn i l i h h e e f o o rg o t i n l y r u d s
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Π型叠合梁斜拉桥涡激振动性能及气动措施研究
Π型叠合梁斜拉桥涡激振动性能及气动措施研究作者:蒋尚君朱金鲁胜龙李永乐康锐来源:《振动工程学报》2024年第05期摘要:Π型叠合梁为气动钝体结构,容易发生气动失稳。
本文以一座Π型截面叠合梁斜拉桥作为工程背景,采用风洞节段模型试验与计算流体动力学(CFD)方法,对主梁的涡激振动性能及相应的气动抑振措施展开了研究。
在风洞节段模型试验中获得涡激振动风速区间,讨论了不同气动措施的抑振效果,运用计算流体动力学(CFD)方法对主梁涡振发生机理及气动措施抑振机理进行了初步研究。
结果表明:在原始断面下,由于尾迹区旋涡的周期性脱落以及主梁上、下表面旋涡演变的相互作用,导致了涡激振动发生。
在采取三种不同抑振措施后,除采用上L型导流板断面在+3°风攻角下发生扭转涡振外,其余优化断面均能使得来流平稳地通过,从而抑制涡振发生。
本研究可对Π型叠合梁断面的斜拉桥抗风设计提供一定参考。
关键词:涡激振动;抑振措施;叠合梁;风洞试验;计算流体动力学(CFD)中图分类号: O32; U448.27 文献标志码: A 文章编号: 1004-4523(2024)05-0830-08DOI:10.16385/ki.issn.1004-4523.2024.05.011引言随着经济和社会的发展以及中国高速公路网建设的快速完善,斜拉桥成为跨越山谷、河流、湖泊的主要桥型之一。
然而随着桥梁跨径的增加,主梁的自重对桥梁的影响增大[1]。
Π型叠合梁通常是中等跨度桥梁中最常见的主梁类型之一。
Π型叠合梁采用钢梁和混凝土桥面板相结合的方式,具有自重轻、施工吊装方便、受力性能优越等诸多优点。
然而,由于叠合梁具有较钝的气动外形,空气流经梁底时会形成复杂的绕流,使得采用此类断面类型主梁的桥梁容易发生涡激振动现象。
因此,需要采取一系列的气动优化措施,确保叠合梁能够更好地应用于桥梁设计中。
目前针对叠合梁断面的涡激振动性能以及抑制措施已有诸多研究。
张天翼等[2]研究了风嘴、中央稳定板、裙板、封闭栏杆、内侧隔流板、下导流板等常见气动措施对叠合梁断面涡激振动性能的影响。
斜拉桥拉索施工过程中的减振措施
斜拉桥拉索施工过程中的减振措施斜拉桥是近几十年来发展迅速的一种新型跨越建筑。
它与传统桥梁相比具有明显的优势,能有效减少土地占用,美化城市景观,受到建筑工程商和业主的青睐。
然而,斜拉桥的施工工艺复杂,主要采用拉索施工,这种施工方式容易引起建筑物的振动,对周围环境和居民造成噪音污染,严重影响环境质量,保护健康,提高斜拉桥施工安全性和质量,应引起重视。
第一,选用减振技术。
斜拉桥拉索施工过程中,采用减振技术可以减少建筑物振动,减弱噪声。
采用减震技术可以有效减少结构振动,降低噪声对环境的影响。
施工中采用减振材料,如粘接辅助材料,增加横梁悬挑支点的抵抗振动性能,消除支点因受力而产生的振动,减少悬索桥下部结构振动。
第二,采用隔音技术。
建设斜拉桥前,可在距施工地点5km内搭建隔音机构,以减少施工现场噪声污染。
根据影响区域的不同,在施工现场可以采用拉索撑架安装振动减少装置。
在高风险区域采用隔声技术,采用隔音结构修建屏除噪声,使施工现场的噪音控制在安全的水平,不影响环境质量。
第三,采用遥控式运行系统。
采用远程控制系统,减少施工现场的作业时间,从而减少振动噪声。
使用远程控制系统,可以最大限度地减少施工现场人员的活动,从而减少现场噪声。
建设斜拉桥过程中,可以在施工现场安装机器人,采用远程控制系统,进行加固和施工,减少现场作业。
第四,采用先进声学设备。
在建设斜拉桥施工现场,可以采用声学设备,有效控制施工噪音,进行声学监控,确保施工噪声控制在安全的范围内。
施工现场应采取有效的措施,安装先进的声学设备,控制施工噪声,保护环境。
另外,在施工期间,可以采用先进的振动抑制设备,减少施工对环境的污染,有效抑制结构振动,提高施工安全性和质量。
施工斜拉桥拉索后,可以采取一系列减振措施,以提高施工质量,保护环境,降低噪声污染。
首先,在拉索施工过程中应采用合理的减振技术,采用隔音技术,使施工现场的噪声控制在安全的水平,不影响环境质量;其次,采用遥控式运行系统,减少施工现场人员的活动,最大限度地减少施工现场噪声污染;最后,应采用先进的声学技术,安装先进声学设备,控制施工噪声,以减少施工对环境的污染。
斜拉桥拉索风雨激振研究综述
斜拉桥拉索风雨激振研究综述摘要:从现场观测、风洞试验、理论分析和CFD数值模拟四个方面对斜拉桥拉索风雨激振问题的研究现状进行了概括和总结,分析了已有的研究成果,对今后的研究方向提出展望,供相关研究人员参考。
关键词:斜拉桥;拉索;风雨激振 1.引言斜拉桥是一种由三种基本承载构件,即梁(桥面)、塔和两端分别锚固在塔和梁上的拉索共同承载的结构体系,以其结构受力性能好、跨越能力强、结构造型多姿多彩、抗震能力强及施工方法成熟等特点,而成为现代桥梁工程中发展最快、最具有竞争力的桥型之一,在桥梁工程中得到了越来越多的应用。
进入二十世纪代以来,随着计算机性能的提高、正交异性桥面板制造工艺的成熟以及施工技术的进步,斜拉桥在世界范围内得到广泛应用,其跨径已经进入以前悬索桥适用的特大跨径范围。
目前,世界约建成300多座斜拉桥,作为斜拉桥建设史上里程碑的日本的多多罗大桥(主跨890米)和法国的诺曼底大桥(主跨856米)首次使斜拉桥进入特大跨度桥梁领域。
我国斜拉桥建设起步较晚,但发展迅速,自建成重庆云阳桥(主跨76米)以来,目前已建成各类斜拉桥200余座,包括上海杨浦大桥(主跨602米)、南京长江二桥(主跨628米)、南京长江三桥(主跨648米)、香港昂船洲大桥(主跨1018米)等一批大跨度桥梁;6月30日,苏通长江大桥(主跨1088米)正式通车,成为当今世界跨径最大斜拉桥,使斜拉桥跨度突破千米大关。
由于斜拉索质量、刚度和阻尼都很小,随着斜拉桥跨度的增大,拉索振动问题的影响日益显著。
在各种振动情况中,风雨激振是拉索风致振动中最强烈的一种,且风雨激振的起振条件容易满足,振幅极大,对桥梁的危害最为严重,因而关于斜拉桥拉索风雨激振的研究得到了国内外学者的广泛重视。
风雨激振是指干燥气候下气动稳定的圆形截面的拉索,在风雨共同作用下,由于水线的出现,改变了拉索的截面形状,使其在气流中失去稳定性,由此发生的一种大幅振动。
日本学者Hikami和Shiraishi首次在Meikonishi桥上详细观察到了拉索的风雨激振现象,直径140mm的斜拉索在14m/s风速下振幅值达到275mm。
小议斜拉索风致振动以及减振措施
小议斜拉索风致振动以及减振措施何训华1高飞2(1 西南交大土木设计有限公司广州根公司广州 510610)(2 南昌市公路勘察设计院南昌 330077)摘要:本文介绍了斜拉索风致振动的基本原因和类型、部分减振原理和特点。
关键词:桥梁工程;风振控制;涡激共振;抖振;参数振动;弛振;尾流弛振;风- 雨振;0 前言随着现代桥跨结构朝着高大、轻柔、低阻尼趋势发展,发展超长、大跨径柔性桥梁是国际上的一种趋势,因此国内外近几年修建的斜拉桥跨度日渐增大,拉索也日渐长大,密索体系斜拉桥已经成为倾向。
众所周知,拉索是斜拉桥的极其重要组成部分,桥跨结构的恒载与活载大部分通过拉索传递到塔柱。
但是由于拉索质量小、柔度大、自身阻尼小,在风的激励下会发生多种类型的强烈振动,从而影响到桥跨结构的安全;因此如何将拉索的风振控制在安全范围受到桥梁结构工程师们的广泛关注。
1 斜拉索振动的基本原因以及类型由于斜拉索的结构阻尼很小,而结构阻尼对气动力稳定性至关重要,所以拉索本身就难以稳定。
在不同的外因条件下拉索将发生不同频率和振幅的“索振”,而且发振频度和振幅随着外因的改变而变化。
虽然引起拉索振动的原因很多,但其主要原因是风,即索振基本为风激振动。
从斜拉索的振动类型来看一般有以下几种:1.1经典涡激共振(Vortex-induced resonance)当稳定的层流风吹过拉索时气流绕过断面分离而产生周期性交替的漩涡脱落从而形成涡漩尾迹(又称卡门涡街),由于涡脱频率是和风速成正比,当其频率与拉索的自振频率一致时,将发生涡激共振。
涡激共振是斜拉索最为常见的一种低风速下的风致振动;属于低风速下的强迫振动,对结构来说一般发生在Vcr=3m/s-10m/s范围内(即3-5级蒲福风力)。
但是涡激能量输入有限,不会产生大幅度的拉索振动(Amax≤0.5D),值得注意的是:涡振发振频度很高,易造成拉索的疲劳损伤。
1.2抖振(Buffeting)由于自然风的阵风脉动和紊流引起拉索的强迫振动。
斜拉桥拉索振动分析及减振研究
斜拉桥拉索振动分析及减振研究发布时间:2022-07-18T01:40:10.385Z 来源:《科学与技术》2022年第5期第3月作者:李昊[导读] 斜拉索作为斜拉桥主要的承重构件,极易受到外部环境影响发生多种有害振动李昊华北水利水电大学,河南省郑州市450045摘要:斜拉索作为斜拉桥主要的承重构件,极易受到外部环境影响发生多种有害振动。
为了有效解决斜拉索长期且频繁的振动问题,文章系统介绍了斜拉索主要振动类型、振动特点以及振动机理。
同时,进一步阐述了常用的斜拉索减振措施,并分别探讨了不同减振措施的优缺点,为斜拉索减振技术发展提供参考。
关键词:斜拉索,拉索振动,振动控制1. 概况随着我国桥梁建造技术水平的进步,斜拉桥的跨度不断增大[1],目前我国已有7座斜拉桥跨径位居世界前10,其中,沪通长江大桥与苏通长江大桥分别位列世界第二位和第三位。
斜拉索作为斜拉桥主要的承重构件,具有大柔度、小频率、低阻尼等特点。
近年来,斜拉索的长度随着斜拉桥跨径的增大而增大,斜拉索的频域和刚度进一步降低,使其极易受到外部环境荷载激励的影响而发生多种有害振动,例如涡振,风雨振,驰振以及参数振动[2-4]。
长期且频繁的拉索振动严重危害桥梁和拉索的安全,并容易造成人群的恐慌。
因此,为了保证桥梁结构的整体安全,提高斜拉索减振技术是十分必要的。
2. 斜拉索振动及振动机理2.1 涡激振动拉索涡振是指在低风速、无雨环境下,气流通过拉索表面后出现交替脱落的漩涡,当涡脱频率接近拉索的某阶固有频率时,将会引起拉索涡激振动(图1所示)。
拉索的涡振在振动前期表现为强迫振动,但随着振幅的增加,拉索的运动将方向影响旋涡脱落和涡激力,使其具有部分的自激特性。
斜拉索涡振振幅可按下式近似计算[5]:式中:ymax为涡激振动的振幅,St为Strouhal数,,圆柱构件一般取0.2,Dc表示拉索的直径,为升力系数标准差。
随着拉索长度不断的增大,拉索的固有频率进一步降低,导致拉索极易发生高阶模态或多个高阶模态共同参与的涡激振动,其发生的风速范围较广,但振幅较小,通常情况下对拉索造成的影响不大。
桥梁结构涡激振动实例及减振措施比较研究
桥梁结构涡激振动实例及减振措施比较研究作者:桑建设来源:《价值工程》2013年第24期摘要:针对设计中不被重视的涡激共振问题,讨论了桥梁结构涡激振动及其响应分析的复杂性,介绍了几座国外大跨度桥梁结构的涡激振动问题,并比较分析了这些桥梁结构所采用的不同减振措施方案,推荐设计阶段首先选择气动控制措施来抑制桥梁涡激振动,而已建成的桥梁发生涡振病害则更适宜选用机械减振措施。
Abstract: In view of the ignored problem of vortex-induced resonance in design, this article analyzes vortex-induced vibration of bridge structure and the complexity of response analysis. The vortex-induced vibration problem of some foreign large span bridge structures is introduced and different vibration reducing measures of these bridges are analyzed and compared. It is recommended that pneumatic control measures be firstly used to control the vortex-induced vibration of bridges in design phase, while for vortex-induced vibration of built-up bridges, mechanical vibration reduction measures are more appropriate.关键词:桥梁;涡激振动;振动控制;气动措施Key words: bridge;vortex-induced vibration;vibration control;pneumatic measures中图分类号:U441 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)24-0100-030 引言桥梁结构涡激振动是由气流流经钝体的桥梁断面后产生分离而形成交替脱落的旋涡所引起的横风向振动,当风流的旋涡脱落频率接近结构的自振频率时就会诱发结构的涡激共振,大幅度的涡激共振会造成桥梁构件的疲劳破坏并严重影响行车安全。
斜拉桥地震反应分析与减震设计的开题报告
斜拉桥地震反应分析与减震设计的开题报告一、选题背景斜拉桥是一种具有众多优点的大跨度桥梁形式,广泛应用于世界各地。
然而地震是区域灾害的主要形式之一,地震对斜拉桥的安全性产生了极大的影响。
因此,对斜拉桥地震反应分析和减震设计进行研究具有重大的现实意义。
二、研究内容本研究将对斜拉桥地震反应进行分析,并通过减震设计来提高斜拉桥的抗震能力。
具体研究内容包括:1.先对斜拉桥结构的地震响应特性进行分析,探讨斜拉桥地震反应的影响因素和机制。
2.通过建立数学模型,对斜拉桥地震响应进行计算分析,确定其地震反应的强度、频率特性和位移响应等参数。
3.针对斜拉桥存在的地震灾害风险和抗震能力不足等问题,设计并实施减震措施。
优化斜拉桥结构参数、改变结构体系、采用隔震技术等方案,提高其抗震能力和地震灾害防御水平。
三、研究意义1. 对斜拉桥的抗震能力进行了深入的研究,满足工程领域对斜拉桥地震反应和减震设计的需求。
2. 提供了斜拉桥地震响应和减震设计方面的研究成果和经验,为斜拉桥抗震和灾害防御工作提供实际应用价值。
3. 本研究可为相关工程领域的研究提供参考价值,并在工程实践中起到指导作用。
四、研究方法本研究将采用计算机模拟方法,并结合理论分析和实验研究方法,对斜拉桥地震反应进行研究。
具体方法包括:1. 建立斜拉桥地震反应的数学模型,包括结构材料、结构形式、荷载类型及地震参数等因素。
2. 通过数值分析求解斜拉桥地震反应,包括振型、振幅、振动特性等方面的参数。
3. 根据数值分析结果和现场实测资料,制定斜拉桥减震措施的设计方案。
五、预期成果1. 详细描述斜拉桥地震反应的特性和机制,为斜拉桥结构设计与抗震防灾提供科学依据。
2. 模拟斜拉桥地震反应,分析其反应性能,提示结构设计中存在的问题,为结构优化提供建议。
3. 提出斜拉桥减震设计方案,包括结构参数的调整、对结构添加隔震设施等方面,为斜拉桥的抗震工作提供一定的借鉴意义。
六、研究计划1.前期准备阶段(1个月):查阅大量文献资料,了解斜拉桥结构设计及其抗震性能分析的基础知识。
斜拉桥风振问题及其控制措施
斜拉桥风振问题及其控制措施斜拉桥是一种现代建筑工程中常见的桥梁形式,其独特的结构和美观的外观使其成为人们喜爱的交通工具。
然而,斜拉桥在面临自然风力的作用下,会出现风振问题,给桥梁的安全性和使用寿命带来一定的威胁。
为了解决这一问题,工程师们采取了一系列的控制措施,以确保斜拉桥在风力作用下的稳定性。
斜拉桥的风振问题主要是由于桥体在风力作用下的共振造成的。
当风速达到一定限度时,风力对桥面的作用会导致桥梁产生共振现象,使桥面发生明显的振动。
这种振动不仅会对桥梁结构产生破坏,还会对行车安全造成影响。
因此,控制斜拉桥的风振问题非常重要。
为了解决斜拉桥的风振问题,工程师们首先需要进行风洞试验来获取桥梁在不同风速下的响应特性。
通过这些试验数据,可以对斜拉桥的结构参数进行优化设计,以提高桥体的抗风能力。
同时,工程师还可以通过增加桥体的刚度和减小桥面的质量来减小共振现象的发生。
此外,控制斜拉桥风振问题的另一种方法是采用振动吸能技术。
在斜拉桥的主塔、悬索等关键部位安装阻尼装置,通过吸收和消散振动能量来降低共振现象的发生。
这种技术可以有效地减小斜拉桥的振动幅度,提高桥梁的稳定性和安全性。
此外,斜拉桥的风振问题还可以通过控制斜拉桥的气动力来解决。
通过在桥梁的主塔和悬索上设置一定的减风剖面,可以减小风力对斜拉桥的作用效果。
同时,工程师们还可以通过更改桥梁的外形设计,以减小风力对桥梁的作用面积。
在进行斜拉桥的设计和施工过程中,工程师们还需要充分考虑桥梁的材料选择和维护保养方案。
选择适当的材料对于提高斜拉桥的抗风能力至关重要。
同时,定期的维护保养工作也可以保证斜拉桥在使用过程中的稳定性和可靠性。
总之,斜拉桥风振问题是一个涉及到桥梁结构、设计和材料等多个方面的复杂问题。
通过风洞试验、结构参数优化设计、振动吸能技术和气动力控制等措施,可以有效地控制斜拉桥的风振问题,提高桥梁的稳定性和安全性。
同时,合理选择材料和定期维护保养也是确保斜拉桥长期使用的重要环节。
斜拉桥斜拉索的风致振动形态及减震措施分析
面的位置 。研究表明将 圆形的拉索断面改为多边形断面可以
改 变 拉 索 的 气 动性 能 。
( )表面缠绕螺旋线 4
=
D ( 筹管 理Biblioteka 实 验教 学 、教 学管 理 。
( 2 )
在 拉索表面沿轴向缠绕带状物或 间隔缠绕带状物 ,这是
增 加 拉 索 阻尼 是 控 制 拉 索 振 动 最 直 接 和 最 有 效 的 方法 。 就 目前 而 言 ,实桥 所 采 用 的拉 索 减 振 阻 尼器 按 阻 尼 介 质 的 不 同 ,大 致 可 以分 为 :高 阻 尼 橡 胶 阻 尼 器 、 油 压 阻 尼 器 、粘 性 剪切型阻尼器和磁流变阻尼器 。
1 .卡 曼 涡激 共振
空 气 动 力 学 措 施 主 要 从 斜 拉 索 在 风 雨 天 气 里 产 生大 幅 振 动 的机 理 出发 ,在 拉 索 套 管 上 增 加 突 起 、 开 设 凹孔 或 凹槽 、 缠 绕 螺 旋 缀 条 等 措施 改变 斜 拉 索 的表 面 形 状 , 到 干 扰 水 流 , 起
第 1 1期
陶 红梅 等 :斜 拉 桥 斜 拉 索 的风 致 振 动 形 态 及 减 震 措 施 分 析
23 O
以 前 主 要 用 于 减 小 涡 激 振 动 , 坏 或 减小 脱落 旋 涡 的 相 关 性 。 破 ( ) 表 面 设 置椭 圆 环 或在 拉 索表 面 安 装 鳍 5 在 倾 斜 柱 体 上 间 隔套 上 厚 椭 圆环 , 环 的 平 面 平 行 来 流 方
少 了 拉 索 自 由长 度 ,提 高 了整 个 索 面 的 刚 度 ,另 外 使 拉索 之 间 产 生耦 合 作 用 ,形 成 有 干 扰 效 应 的索 网或 用 高 阻尼 材 料 做 辅 助 索 以提 高 系 统 阻 尼 ,达 到 抑 制 拉 索 风 雨 激 振 、 参 数 共 振 等 振 动 的 目 的 , 因而 非 常 有 效 。
斜拉索脱涡振动和风雨激振研究的开题报告
斜拉索脱涡振动和风雨激振研究的开题报告尊敬的导师、评审老师:我在此提交我的开题报告,题目为“斜拉索脱涡振动和风雨激振研究”。
研究背景和意义随着大跨度桥梁的建设越来越频繁,多个斜拉桥出现了脱涡振动的问题,其中下游网架与斜拉索交界处的脱涡振动问题最为突出。
而风雨激振是大跨度桥梁的一项重要设计因素,如何将它们考虑进桥梁设计和安全评估中是一个非常重要的课题。
因此,通过对斜拉桥进行脱涡振动和风雨激振的研究,可以探究斜拉结构的动力响应规律和特性,并为斜拉桥的安全设计和运营提供理论和实践上的指导。
研究目标和内容本研究旨在探究斜拉桥的脱涡振动和风雨激振问题,并提出相应的防范措施,具体任务包括以下三个方面:1. 建立斜拉桥的动力学模型,通过计算机仿真的方法研究其脱涡振动响应特性,并根据实测数据对模型进行验证。
2. 探究风雨对斜拉桥的影响,对其动力响应进行研究,并研究各种情况下的风雨激振作用。
3. 提出相应的防范措施和建议,以减轻斜拉桥的脱涡振动和风雨激振问题,为斜拉桥的安全设计和运营提供指导。
研究方法和步骤本研究主要采用了以下研究方法:1. 建立斜拉桥的动力学模型,借助ANSYS等软件进行有限元分析。
2. 应用计算流体力学(CFD)方法,通过数值模拟研究斜拉桥脱涡振动的原因和特性。
3. 通过现场实测进行对模型的校验。
研究计划和进度本研究计划分为三个阶段,分别是:1. 研究斜拉桥的脱涡振动问题和其动力响应特性,以及风雨激振的作用和规律,预计耗时2个月。
2. 建立斜拉桥的动力学模型,并通过计算机仿真的方法研究其脱涡振动响应特性,预计耗时4个月。
3. 经过实测验证后,分析分析各种情况下的风雨激振作用,提出相应的防范措施和建议,并进行技术报告撰写,预计耗时4个月。
总体预计完成本研究约需要10个月左右的时间,其中包括各个研究阶段的数据采集、数据处理、计算机仿真的模拟、实验研究等各个方面。
研究成果和应用价值本研究将为斜拉桥的安全设计和运营提供理论和实践上的指导,优化和改进斜拉桥的结构设计和安全措施,能够有效地减轻大跨度桥梁的风险,提高大跨度桥梁的安全性和稳定性。
李仙江特大桥主梁抗风性能试验及优化研究
1概述李仙江特大桥位于云南省勐醒至江城至绿春高速公路K155+054处,为跨越李仙江戈兰滩水电站库区而设。
主桥为(62.4+127.6+420+127.6+62.4)m 双塔五跨平行索面钢混组合梁斜拉桥,半漂浮体系,勐醒岸索塔高210m ,绿春岸塔高250m ,桥梁全长1112m ,主桥桥型布置如图1所示。
主梁采用山区组合梁斜拉桥常用的双边工字型截面,钢主梁梁高3m ,横向中心间距26.5m ,主梁断面全宽29m ,主梁由工字型钢纵梁、横梁以及小纵梁构成格构梁体系,并在梁上铺设28~50cm 厚混凝土桥面板,桥面板与钢梁通过剪力钉连接形成组合梁体系,在前期已完成抗风研究工作的基础上[1],拟定原始主梁标准断面如图2所示。
李仙江特大桥具有主跨大,且采用钝体特性明显的开口截面,主梁断面抗扭刚度低,塔高较高,整体结构体系刚度小的特点,属于风敏感结构。
因此,为确保大桥安全服役,通过节段模型试验、CFD 分析、气弹模型试验等手段对其开展桥梁风致响应及抗风安全性能研究是十分必要的[2-9]。
2结构动力特性分析2.1有限元模型桥梁结构自振频率、振型等动力特性分析是进行抗风性能研究的基础,为分析李仙江特大桥主桥的动力特性,基于ANSYS 软件建立主桥三维精细化有限元模型。
主梁采用“单梁+鱼骨”模型,采用Beam188梁单元模拟,横梁及桥面附属等的质量通过mass21单元施加到主梁节点上。
塔柱及塔墩采用Beam188梁单元进行模拟;斜拉索采用Link10单元模拟,设置为只受拉单元并考虑拉索垂度效应[4][5]。
主梁、索塔、桥墩间约束按实际约束体系模拟,墩底、塔底按固结处理。
(图3)———————————————————————作者简介:袁警(1993-),男,云南宣威人,工程师,硕士研究生,研究方向为大跨径梁桥及桥梁标准化设计。
李仙江特大桥主梁抗风性能试验及优化研究Research on Wind Resistance Performance Testing and Optimization of the Main Beam of LixianjiangGrand Bridge袁警YUAN Jing ;尹开川YIN Kai-chuan ;夏支贤XIA Zhi-xian ;陈星CHEN Xing(云南省交通规划设计研究院股份有限公司,昆明650041)(Broadvision Engineering Consultants Co.,Ltd.,Kunming 650041,China )摘要:李仙江特大桥主桥为(62.4+127.6+420+127.6+62.4)m 双塔五跨平行索面钢混组合梁斜拉桥,半漂浮体系,塔高最高达250m ,主梁采用双边工字型开口组合梁截面。
Π型叠合梁斜拉桥涡振性能及气动控制措施研究
Π型叠合梁斜拉桥涡振性能及气动控制措施研究钱国伟;曹丰产;葛耀君【摘要】为研究Π型开口截面主梁的涡振性能并提出合理性控制措施,以某跨海叠合梁斜拉桥为研究对象,进行一系列节段模型风洞试验。
研究表明,Π型开口截面主梁在低风速下易发生涡激共振,且该桥涡振现象在阻尼比<1%以下范围内均存在;桥面防撞栏杆及检修道护栏采用圆截面形式有利于减小涡振振幅;改尖角度风嘴能显著抑制涡激共振,且风嘴角度越小控制效果越好;桥梁断面底部双主肋转角处设置水平隔流板能有效减小甚至消除涡激振动,在一定范围内增加板的悬挑宽度对控制效果有利。
%To study the vortex-induced vibration (VIV)and its control measures for the bridge with Π shaped deck,the aerodynamic performance of a cross-sea cable-stayed bridge was investigated through section-model wind tunnel tests.The results show that the Πshaped deck concerned suffers remarkable VIV at low wind velocity,which exists under the structural damping ratio of 1%.Crash barrier and maintenance way railings with cylinder shape are conducive to decrease VIV amplitude,both vertical and torsional.The VIV can be mitigated via sharpening wind fairings and the vibration mitigation effect is more significant with smaller wind fairing angle.The horizontal flow-isolating plate (HFIP), jutting out of the inner edge of the girder bottom plates,can mitigate and even eliminate the VIV effectively.Generally, within certain limits,the wider the HFIP,the better the mitigation effect.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】6页(P176-181)【关键词】Π型截面;叠合梁斜拉桥;涡振;气动控制;风洞试验【作者】钱国伟;曹丰产;葛耀君【作者单位】同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092【正文语种】中文【中图分类】TH212;TH213.3涡激振动由气流绕经结构表面时产生的以某一固定时间间隔有规律脱落的旋涡引起,是大跨度桥梁的主梁在低风速下较易出现的风致限幅振动。
大跨度公铁两用斜拉桥减隔震措施研究的开题报告
大跨度公铁两用斜拉桥减隔震措施研究的开题报告一、选题背景公铁两用交通设施作为城市交通建设的重要组成部分,是解决城市交通拥堵和提高交通效率的重要手段。
而近年来,地震频繁发生,给城市公路、铁路桥梁造成了极大的威胁,因此加强公路、铁路桥梁的抗震能力成为了亟待解决的问题。
大跨度公铁两用斜拉桥因其结构特点,对地震的反应较为敏感,且因其跨度较大、自重重量较大,抗震能力面临挑战。
因此,减隔震措施的研究是保障大跨度公铁两用斜拉桥受earthquake 影响力时具备较高抗震能力的必要手段。
二、研究目的本研究旨在研究大跨度公铁两用斜拉桥减隔震措施的可靠性,评估减隔震措施在地震力作用下对大跨度公铁两用斜拉桥的抗震性能和安全性能的影响,为完善大跨度公铁两用斜拉桥的抗震能力提供参考。
三、研究内容1. 对大跨度公铁两用斜拉桥减隔震措施的研究进行文献综述,分析不同减隔震措施的优缺点以及适用情况。
2. 利用算法进行大跨度公铁两用斜拉桥减隔震措施抗震性能模拟分析,分析不同减隔震措施模型的稳定性和抗震性能,为减隔震措施的选定提供参考。
3. 基于有限元模拟软件,对大跨度公铁两用斜拉桥进行减隔震措施工程实现及抗震性能检验,以掌握减隔震措施实施的现场操作技术和操作质量。
4. 进行抗震性能试验,运用试验数据,根据公铁两用斜拉桥的负载条件和可能的震波,评估减隔震措施在地震力作用下对斜拉桥的抗震性能。
四、研究意义1. 通过本研究,可以提高大跨度公铁两用斜拉桥的抗震性能,为未来重要工程的抗震设计提供依据。
2. 为促进中国大跨度公铁两用斜拉桥工程发展,提高我国城市交通建设水平提供参考。
3. 为完善大跨度公铁两用斜拉桥的抗震能力提供新的思路和方法。
五、预期研究成果1. 本研究将形成一份详细的大跨度公铁两用斜拉桥减隔震措施研究报告,报告内容包括介绍大跨度公铁两用斜拉桥减隔震措施的现状、可行性的评估、具体实施方案的设计与实施。
2. 根据试验数据,分析减隔震措施对大跨度公铁两用斜拉桥的抗震性能的影响,得出建议的减隔震措施。
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ZH ANG h—in ,QI Z it 十 a NG a - h ,XI Qin z i AO e 。C EN h n — i g W i H Z e g q n
( i n ie r gRe er hC n e 。Hu a i.C a g h - n n 4 0 8 。C i ) W n E gn e i sa c e tr d n n n Unv h n s a Hu a 1 0 2 hn a
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文 章 编 号 :6 42 7 (0 1 0—0 10 1 7 —94 2 1 )70 0— 5
开 口截 面 斜 拉 桥 涡 激 共 振 风 洞 试 验 及 减 振 措 施 研 究
张 志 田十卿 前 志 , 玮风 工 程 试 验 研 究 中心 , 南 长 沙 湖 湖 4O8 ) 1 0 2
关 键 词 : 口截 面 ; 拉 桥 ; 激 共 振 ; 振 措 施 开 斜 涡 减
中图分 类号 : TU3 1 3 1 .
文献 标 识码 : A
V o t x i d c d Vi r to n n r 1M e h d r e -n u e b a i n a d Co t o t o f ra Ca l— t y d Brd e wih Op n Cr s e t n o b es a e ig t e o sS ci o
摘 要 : 某 大跨 开 口截 面斜拉桥 进 行 节段模 型 风洞 试验 , 试 了主 梁成桥 状 态的 气动 对 测 性 能. 验 结 果表 明 , 桥 主 梁在设 计 风 速 范 围 内 出现 了明显 的 竖 弯 以及 扭 转 涡激 共 振 现 试 该 象. 参数 化 的试 验研 究表 明 , 该桥 的 涡激 共振 现 象在 相 当广 泛 的 阻尼 比 范 围 内均存 在 , 即使 将 竖 弯以及 扭 转 阻尼 比提 高到 1 以上 仍 然 存在 明显 的涡 激 共振 现 象 , 振 动 幅 值 仍 超 过 且 规 范允许 值 . 了抑 制主 梁 的涡 激共振 , 为 通过 风 洞试 验 设 计 了有 效 的 气动措 施 减 振 方 案. 测 试表 明, 采 用的减振 措施 能有 效地 消除 该桥 涡激 共振 的发 生. 所
i n e t n ie s o eo tu t r ld mp n a is i t mpiu e v r t p i g t e p r te au a e n r c g n a x e sv c p fsr cu a a i g r to ,w h a l d s o e se p n h e mit d v l e b s d o e o — t n zd sa d r v n i b t h e tc la d tr in ld mpn a is o h e to d li c e s p t .I r e ie t n a d e e f o h t e v ria n o so a a ig r t ft e s ci n mo e n r a e u o 1 o nod r t u p e st ev re -n u e e k o cl t n,a fe tv ir to o to c e a e n b o g tf r r n vr o s p r s h o t x i d c d d c s il i ao n e c ievb a in c n r ls h meh sb e r u h o wa d i i— t e o n u n lt ss u fw d t n e e t.Mo e e t a es o h tt ea o t d miia in me s r a l n t h o tx id c d i d lts sh v h wn t a h d p e t t a u ec n ei a et e v re -n u e g o i m r s n n e ef ciey e o a c fe tv l .Ae o y a c me s r t f r r l b lf lt h n -e it n e d sg fa ao o s r n m a u e pu o wa d w l e hep u o t e w d r ssa c e i n o n lg u d i i i b ig s rd a . Ke r s o e e k co s s ci n;c b es a e rd e ;v r e -n u e e o a c ib a in c n r lme h d y wo d : p n d c r s e to a l- ty d b i g s o t x i d c d r s n n e;v r to o to t o
Ab t a t Th e o y a cp ro ma c so o g s a a l-t y d b ig n isc mpe in sae,wh c a sr c : e a r d n mi e f r n e fa ln - p n c be s a e rd e i t o lto t t ih h sa d c id ro p n c o ss cin。we ei v sia e t e to a d lts si n u n 1 e k gr e fo e r s e t o r n e t td wih s c in lmo e e t n wid t n e.Ex e i n e u t a e g p rme tr s lsh v
第 3 8卷 第 7 期 2 1 l 年 7 月 O
湖
南
大
学
学
报 (自 然 科 学 版 )
Vo _ 8 No 7 l3 , .
J u n l fH u a iest ( t rlS in e ) o r a n n Unv r i Nau a ce cs o y
s o h tted c fte big o cr e ufr e r a l otxid cd rsn n e ti h ein d w n h wn ta h ek o h r ec n en d s f srma k bev re -n u e eo a csw hn ted sg e d d e i i