摘要：以主跨为1 660 m流线型箱梁悬索桥为工程依托,采用风洞试验和CFD数值模拟相结合的方法对影响大跨度悬索桥颤振稳定性的主要因素(主缆空间形式、主梁气动外形和中央稳定板高度)进行了研究,并对气动控制措施机理进行了探讨.结果表明:主缆布置形式对桥梁结构颤振临界风速的影响主要表现为主缆布置形式导致桥梁结构扭转频率的改变,从而影响桥梁结构颤振临界风速;适当增加主梁断面宽高比可有效提高桥梁结构颤振临界风速;设置合适高度的中央稳定板可有效提高带水平分离板的流线型箱梁断面颤振临界风速.中央稳定板附近产生的涡会引起主梁断面竖向气动力增加,导致主梁断面竖向运动参与程度提高,抑制了主梁断面扭转运动,从而提高了流线型箱梁断面颤振稳定性.

摘要：以岳阳洞庭湖二桥为工程依托,采用风洞试验方法分别对板桁结合加劲梁成桥状态和施工状态横桥向三分力系数及顺桥向阻力系数随风攻角、风偏角的变化进行了试验研究,比较了不同长度补偿段模型对试验结果的影响,基于试验结果拟合了板桁结合加劲梁成桥状态和施工状态顺桥向阻力系数随风偏角变化表达式.结果表明:进行斜风作用下板桁结合加劲梁顺桥向气动力测试时,当补偿段模型长度约为测力模型长度的30%左右时基本可以满足精度要求;板桁结合加劲梁成桥状态和施工状态顺桥向阻力系数均随风偏角的增加而先增大后减小,当风偏角约为50°~55°时达到最大;板桁结合加劲梁横桥向阻力系数随风偏角的增大而先增大后减小,当风偏角为5°~10°时达到最大,约为风偏角为0°时阻力系数的1.05倍.

摘要：采用二维大涡模拟方法对雷诺数为Re=3.73×105的某大跨度斜拉桥主梁断面成桥状态和施工状态三分力系数进行了数值模拟,并与风洞试验结果进行了对比;在此基础上针对防撞护栏对桥梁主梁断面的三分力系数的影响进行了数值模拟和试验研究。结果显示:该桥主梁断面成桥状态、施工状态三分力系数数值模拟结果与风洞试验结果吻合良好。风攻角为α=0°时,主梁断面成桥状态的阻力系数、升力系数、升力矩系数的数值模拟结果比试验结果分别偏小约6.84%、1.39%、7.42%;主梁断面施工状态阻力系数数值模拟结果比试验结果偏小约0.72%,而升力系数、升力矩系数数值模拟结果与试验结果相对误差较大。钢防撞护栏对本文所研究的主梁断面阻力系数的贡献率约为30%左右,而对升力系数和升力矩系数的影响则不明显。

摘要：营运状况下漂浮体系悬索桥加劲梁纵向运动产生的过大累积行程会引起伸缩缝和塔梁纵向阻尼器等连接构件的性能退化和疲劳损坏。探索加劲梁纵向运动过大累积行程的成因,并找出降低累积行程的控制措施是确保悬索桥健康运营的关键。首先,以江阴长江大桥实测位移时程数据为基础,对不同频谱特性的位移成分进行分解,并统计了不同位移成分的循环次数和累积行程等特性,结果显示超低频位移成分贡献了绝大部分的累计行程。然后,以有限元模型为基础分析了拟静态纵向运动的成因,并反演得到了导致该类运动的等效竖向集中力时程曲线。最后,基于等效竖向集中力时程曲线研究了拟静态纵向运动的控制措施。结果表明:悬索桥加劲梁纵向位移根据成因可以分为温度变化引起的伸缩变形,拟静态纵向运动和低频共振纵向振动3种不同频谱特性的成分,其中拟静态纵向运动在累积行程中占比超过70%,进行纵向运动控制时不能忽略其影响;加劲梁的拟静态纵向运动的产生与加劲梁上反对称分布的竖向车辆荷载有关,不平衡竖向车辆荷载在桥面上移动完加劲梁整个长度完成一个纵向运动完整循环,这个机制是超低频运动产生的根本原因;基于拟静态纵向运动的产生机理,反演得到等效竖向集中力,可以有效还原实测分解得到的拟静态纵向运动,能够方便地评估各类控制装置对拟静态纵向运动的控制效果;用速度型阻尼器与摩擦阻尼器组合的方式,可以有效的抑制加劲梁的拟静态纵向运动。

摘要：风荷载是冷却塔设计的控制性荷载,风致干扰作用下结构的安全性更是人们关注的重点。基于冷却塔相关设计规范中风压设计曲线的Fourier级数表达式,分析各阶谐波对阻力系数和风致响应的贡献,并以某核电站200 m高冷却塔为例,通过有限元方法对冷却塔风致响应机理进行详细分析与验证。研究成果为认识此类超大型冷却塔风致响应机理和正确选择考察冷却塔风致干扰效应的方法提供参考与依据。

摘要：针对闭口流线型钢箱梁涡激共振响应风洞试验研究中存在的尺寸效应问题,依托广东南沙至中山高速公路洪奇门特大桥,采用风洞试验和计算流体动力学相结合的方法进行研究.首先分析了两种几何缩尺比下闭口流线型箱梁节段模型风洞试验中涡激共振响应的差异;然后,采用流固耦合数值模拟方法计算了不同缩尺比闭口流线型箱梁断面涡振响应.结果表明:闭口流线型钢箱梁涡激共振响应存在明显的模型尺寸效应,表现为常规比例(λ_(L)=1/60)主梁节段模型涡振振幅大于大比例(λ_(L)=1/30)主梁节段模型涡振振幅;二维数值模拟计算得到的涡激共振响应锁定风速区间、振幅与风洞试验结果吻合较好,验证了数值模拟方法的精度,同时也表明模型长宽比及试验阻塞率的差异不是闭口流线形箱梁涡激共振尺寸效应的主要影响因素;随着主梁断面模型缩尺比的增大,其涡激共振响应总体呈现下降趋势,且不同缩尺比下主梁断面静态绕流流场的涡脱频率分布存在显著差异.

摘要：轨道车辆的悬架系统决定着轨道车辆的稳定性、舒适性和安全性。传统被动悬架方式虽然能在一定程度上满足车辆动力学性能要求,但其悬架特性在车辆运行过程中不能随激励的变化而进行调整,也不能适应复杂运营线路,因而限制了轨道车辆动力学性能的进一步提升。鉴于此,提出一种采用电磁式电涡流减振器的新型半主动悬架体系,其原理为将滚珠丝杆式惯容器与旋转式电涡流可变阻尼有机地结合在一起,极大地提高了电涡流阻尼的阻尼系数,而且充分利用惯性质量产生的负刚度效应提高减振效果;此外,通过改变励磁电流改变磁场大小,即可实现阻尼系数的连续可调。数值模拟的结果表明:同一轴向速度下,随着电磁铁励磁电流的增加,阻尼力不断增大;同一电磁铁励磁电流下,随着轴向速度的增大,阻尼力先不断增大,达到一定数值后增速逐渐放缓甚至不再增大。在此基础上,设计出满足轨道车辆悬架外形尺寸和阻尼特性要求的可调阻尼电涡流减振器,进行力学性能试验,试验结果与数值模拟结果吻合良好。本研究中的减振器电磁铁最大通电电流是在无需考虑散热问题的条件下确定的,未来若能妥善解决散热问题,该减振器的阻尼密度可进一步提高,有望替代目前普遍使用的被动式油压减振器,提升车辆的动力学性能和减振器耐久性。

摘要：以一座已建的大跨悬索桥为工程依托,基于现场实测与计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法研究Π形加劲梁断面气动外形对桥面高度处实测风参数的影响,并提出实测风攻角的修正方法.进行为期5个月的桥面高度处风速和风攻角现场实测,分析风参数沿桥轴线的分布规律,并比较了桥面高度处迎风侧与背风侧风速仪实测的风速和风攻角;采用计算流体动力学方法模拟气流流经静止加劲梁断面的流场,研究来流风攻角和风速对风速仪安装在加劲梁不同位置处风参数的影响;结合数值模拟结果,通过函数拟合得到Π形加劲梁断面风速仪实测风攻角的修正公式.结果表明:实测风速在大桥主跨范围内较为接近,且边跨风速相较于主跨风速偏小;现场实测得到的迎风侧风攻角明显大于背风侧,两侧风速基本一致;迎风侧与背风侧的风参数数值模拟结果与现场实测具有一致性,主梁绕流对距主梁20 m范围内的风攻角监测结果均存在一定影响.通过本文建立的风攻角修正方法,可以根据迎风侧风攻角的实测值得到较为合理的风攻角修正结果.

摘要：传统的概率分布选择方法是基于观测数据在假设分布概率纸上进行绘制,由于受到概率纸的限制无法进行直接比对分析.本文提出了一种新的广义统一概率图(GUPP)方法,通过Rosenblatt变换,将假设分布转换到统一概率纸上进行直观比对,并提出基于GUPP的拟合优度快速检验方法及参数,该方法可用于大数据量和大范围假设概率分布的快速拟合和检验.采用本文方法对厦门地区1953-2015年采集的实时风速数据进行统计分析及拟合,结果显示Pearson-Ⅲ分布可以更好地模拟厦门地区年10 min平均最大风速的分布规律,以此更准确地确定厦门地区基于不同回归期的设计最大风速.

摘要：以燕矶长江大桥为工程背景,首先,采用动力非线性时程法分析了燕矶长江大桥抗震性能,并研究了设置电涡流-摩擦组合型阻尼器和黏滞阻尼器对大跨悬索桥抗震性能的影响;然后,对附加电涡流-摩擦组合型阻尼器摩擦力、阻尼系数和阻尼指数开展了参数敏感性分析;最后,从耗能角度分析地震作用下电涡流-摩擦组合型阻尼器减震特点.结果表明:在E2地震作用下,桥塔关键截面抗弯能力均大于弯矩需求;在“纵向+竖向”地震作用下梁端纵向位移较大.设置塔梁处纵桥向阻尼器后,可有效降低主桥梁端纵向位移;增大摩擦力、阻尼系数与降低阻尼指数均可提升梁端纵向地震响应的控制效果,但参数变化对桥塔控制截面的地震响应影响较小.阻尼系数较大时,电涡流阻尼主导了电涡流-摩擦组合型阻尼器耗能,相较于黏滞阻尼器,电涡流-摩擦组合型阻尼器对梁端纵向位移控制效果更好.