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跨海大桥桥塔区风环境数值风洞模拟
辉林,
工程力学 , 2010,
Abstract: 跨海大桥桥面风环境决定了车辆的行驶安全性和舒适性,特别对于实桥的桥塔区域,由于桥塔绕流的影响,导致该区域附近的流场分布更加复杂。该文采用数值风洞技术,利用大涡模型来模拟湍流效应,数值模拟了桥面无附属结构、桥面仅布置栏杆及桥面布置栏杆风障三种工况下桥塔区域的风环境。模拟结果显示,桥塔的存在对桥面风速分布有明显的折减效应,使得车辆通过桥塔区域时可能产生较明显的侧向滑移。仅在桥面布置栏杆无法保障离桥面较高区域有合理的风速分布,但通过合理布置风障结构,桥塔区整个区域折减效果较理想,风速脉动变化更平缓,从而有利于车辆行驶的安全性。
基于ALE格式的动网格方法数值模拟断面气动导数
辉林,
工程力学 , 2009,
Abstract: 采用有限体积法,湍流效应采用大涡模拟,及使用基于任意拉格朗日-欧拉格式的动网格方法计算任意时刻运动断面所受气动荷载。通过对已有网格生成方法——标准弹簧系数法进行改进,增加角度及边界等改进因子,大大提高了边界移动后的网格生成质量。利用强迫振动法对箱梁及边主梁断面的气动导数进行了数值模拟,计算结果与试验结果取得了较好的一致,表明采用CFD方法进行断面气动导数的数值模拟的可行性。
寿命期内预应力混凝土连续梁体系可靠度分析
田浩,
哈尔滨工业大学学报 , 2011, DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2011.10.022
Abstract: 为了模拟氯离子侵蚀环境作用时寿命期内预应力混凝土桥梁的结构性能演变过程,建立了一种基于概率和有限元的寿命期内预应力混凝土桥梁性能演变分析方法.首先,明确了退化过程中的3个关键时刻并给出其计算公式;其次,在重点解决退化过程分析中的材料力学性能退化、截面面积削弱以及结构整体力学性能演变等问题模拟方法的基础上编写了耐久性分析程序CBDAS;最后,结合分析程序CBDAS、Monte-Carlo模拟以及体系可靠度分析程序建立了预应力混凝土桥梁时变体系可靠度分析方法.以一座预应力混凝土连续梁桥为对象,利用时变体系可靠度研究其在氯离子侵蚀作用时寿命期内的结构性能演变规律.
寿命期内钢筋混凝土连续梁退化过程分析
田浩,
哈尔滨工业大学学报 , 2011, DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2011.06.018
Abstract: 为实现寿命期内混凝土桥梁退化过程定量分析的目标,在给出退化全过程中3个关键时刻的计算数学模型以及特有力学问题模拟方法的基础上,建立基于有限元数值模拟的混凝土桥梁退化过程分析方法.在理论分析的基础上利用FORTRAN95编写了分析程序CBDAS,以一座钢筋混凝土连续梁为对象,研究其在氯离子侵蚀作用时给定寿命期内桥梁结构整体力学性能的演变规律.结果表明:氯离子侵蚀作用时,普通钢筋具有开始锈蚀时间早、锈蚀速率快的特点;成桥80a后,模型梁2个关键截面处的抗弯承载力均小于对应的包络弯矩.对于钢筋混凝土桥梁,其承载能力极限状态时可能会出现耐久性不足.
苏通大桥三维颤振分析
许福友,
工程力学 , 2008,
Abstract: 基于结构有限元模型,给出了大跨度缆索承重桥梁三维颤振分析方法。该方法能够考虑静风作用、主梁附加攻角、拉索自激力和振型参与影响,同时迭代搜索侧弯、竖弯和扭转三种振动频率。采用该方法对苏通大桥进行了三维颤振分析,该方法的可靠性和实用性得到证实。结果表明:对于苏通大桥而言,不考虑静风作用和主梁附加攻角影响会高估颤振临界风速;不考虑拉索自激力作用和拉索振型参与,相当于忽略了系统气动正阻尼,会低估颤振临界风速;颤振临界风速颤振分析计算结果与风洞试验结果之间存在差异。
苏通大桥静风响应分析
许福友,
工程力学 , 2009,
Abstract: 给出了大跨度缆索承重桥梁静风响应的分析步骤;全面研究了苏通大桥在静风作用下,桩基础刚度、拉索分段、风速剖面、主梁初始攻角和附加攻角等对主梁和桥塔静风位移、静风失稳风速及结构振动频率的影响,并与风洞试验结果进行对比分析。结果表明:静风位移计算值低于风洞试验实测值,雷诺数是其主要原因;如果不考虑桩基础刚度影响,结构侧向位移响应会被严重低估;斜拉索横向风荷载在总体风荷载中所占比例超过40%;不考虑主梁附加攻角会高估静风失稳风速约20%;静风作用下一阶对称竖弯、侧弯和扭转模态频率计算结果与全桥气弹模型风洞试验结果特点相似。
基于截尾概率分布的结构可靠性分析
许福友,
工程力学 , 2006,
Abstract: 基于概率分布理论,建立了截尾概率分布分析模型;为便于截尾概率分布可靠性分析,提出了计算可靠指标的新优化模型,该模型无需对概率分布进行当量正态化,也无需知道概率分布类型信息;给出了截尾概率分布在给定子区间内产生随机数的方法,使得MonteCarlo抽样成为可能。算例结果表明,截尾概率分布更符合实际情况,并且会使可靠指标提高,其影响不容忽视。
平板颤振导数的参数弹性研究
许福友,
工程力学 , 2006,
Abstract: 提出了颤振导数的“参数弹性”概念;基于复模态理论,计算了平板颤振导数的平板宽度、质量、质量惯矩、竖弯频率、扭转频率和空气密度6种参数弹性;绘制了8个颤振导数的参数弹性曲线和诺模图,分析了各自特点,获得了无量纲参数对颤振导数参数弹性的影响规律。分析结果表明,新提出的参数弹性具有概念无量纲、简洁、直观、实用特点,为颤振导数参数分析提供了一种新的有效途径。
考虑桥塔风场效应的斜拉桥抖振时域分析
韩万水,
工程力学 , 2007,
Abstract: 与以往的抖振时域分析中仅模拟主梁风场不同,本文则同时模拟了主梁风场和桥塔风场,探讨了桥塔风场效应对主梁及桥塔抖振响应的影响,计算中采用了风洞中实测的紊流风速谱。空间相关性是影响桥梁抖振响应的一个重要因素,在杭州湾跨海大桥风洞试验中,对风洞空间相关性进行了测量研究,并在风场模拟时将衰减因子取为实测值。数值计算结果与风洞试验结果进行了对比,吻合较好,分析比较还表明:考虑桥塔抖振效应会显著增大桥塔的横桥向抖振响应,而对桥塔的顺桥向振动以及主梁振动影响不大。
杭州湾跨海大桥车桥空间耦合振动参数分析
韩万水,
公路交通科技 , 2008,
Abstract: 将整个车桥系统划分为车辆与桥梁两个子系统,引入车桥系统几何协调条件和力学平衡关系,采用含增量动力平衡迭代格式的Newmark-β方法编制了汽车-桥梁系统空间耦合振动分析程序,并采用弹簧质量系统匀速通过简支梁对程序的可靠性进行了验证.然后以杭州湾跨海大桥为工程实例,运用所编制程序详细研究了车辆数目、车辆间距、不同车道、车辆相向行驶、不同路面粗糙度以及不同车速时车流通过桥梁时主梁跨中的动力响应和冲击系数.研究发现主梁跨中冲击系数随着路面粗糙度变坏而明显增大,与车辆数目、车辆间距、车辆相向行驶以及车速没有必然联系.
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