摘要：为提高跨海大桥上轿车的风致行车安全能力,采用合成风和动网格耦合方法建立了轿车超越集装箱货车的瞬态分析模型,揭示了“风-车-桥”气动交互作用机理及其对轿车气动特性的影响规律。采用五次多项式插值算法建立了超车轨迹规划模型,基于模糊逻辑的双PID控制方法与径向基神经网络的滑模控制方法设计了纵横向协调控制器,开展了轿车超车过程的路径跟踪能力分析及行驶稳定性评价。研究结果表明:风-车-桥的气动干扰大小与行驶车道及位置有显著关系,纵横向协调控制器的路径跟踪控制精度和鲁棒性较好,轿车侧风稳定性提高效果明显。

摘要：为厘清并行超车过程中“风-车-桥”的气动交互干扰及其对轿车侧风稳定性的影响,采用空气动力学与系统动力学耦合方法建立了侧风环境下桥上轿车分别超轿车和货车的风致安全评价模型,揭示了轿车超车过程中气动侧力和气动横摆力矩的变化规律及作用机理,基于线性二次最优控制的路径跟踪模型分析了轿车超车过程中有、无控制作用时侧偏运动和横摆运动的差异。结果表明,“风-车-桥”气动交互干扰形成的高速低压区和低速低压区对行车安全有显著影响,影响程度与被超车类型及所在车道有关:轿车超轿车时,在迎风侧第1车道超其他车道轿车时为较危险工况;轿车超货车时,在迎风侧第1车道超其他车道货车及在第2车道超第1车道货车时为较危险工况。研究结果可为提升桥梁风致行车安全能力提供参考。

摘要：鉴于提高强风环境下跨海桥梁的通行能力是保障桥梁通行安全和通行效率的关键,而采用现有限速或限行的桥梁通行管理模式,不能适应未来智能交通发展的需要,本文中以厢式货车和轿车为研究对象,提出了一种强风环境下跨海桥梁行车安全评价与管控方法,研究了“风-车-桥”交互气动作用关系及其对汽车侧风稳定性的影响规律,利用强风作用下的汽车动态响应,开展了风速、车速和路面等多因素联合定量评价工作,最后对不同工况下跨海桥梁安全行车的行车组织和行车速度管控方法提出建议。

摘要：结构动力特性计算是悬索桥结构设计计算的重要内容,悬索桥基频简化计算方法为悬索桥方案选型和初步设计阶段的动力特性计算提供了快速的计算依据。依据典型3类悬索桥的结构特点,基于Irvine经典理论的小垂度水平悬索频率方程,考虑大跨悬索桥边跨的刚度影响,提出了对称竖弯基频计算的大跨悬索桥结构刚度模型和修正的Irvine特征参数的基频计算方法。分析结果表明:由于考虑边跨刚度的影响,主跨主缆的特征参数λ有较大幅度的下降;对称竖弯无量纲固有基频ω随特征参数λ的增大而单调增大;大跨度悬索桥对称竖弯基频随着边跨刚度的下降而减小。基于典型的3类悬索桥对公路桥梁抗风设计规范对称竖弯振动基频公式评估可以看出:规范公式对于双跨和三跨悬索桥,无论边跨为对称还是非对称结构,误差较大,基频误差均超过10%;采用本研究方法计算精度较高,与有限元计算结果的误差均小于5%,能够满足工程应用的计算精度要求。由于本研究算例涵盖了典型的三类悬索桥,表明了本研究方法对于对称竖弯基频计算具有一定的通用性。

摘要：凹凸底部和光滑底部是进行轿车车身设计与布置时2种典型的设计方案,但底部结构对轿车侧风稳定性的作用机理尚不明确,厘清其影响不仅可为底部结构设计与布置提供参考数据,而且是进行轿车侧风稳定性评价的关键技术问题。通过建立典型底部结构轿车的数值计算模型,分析了不同侧风风速对轿车气动力和气动力矩的影响规律;采用汽车空气动力学与汽车系统动力学耦合方法建立了典型底部结构轿车的侧风稳定性分析与评价模型,研究了底部结构对轿车侧偏运动、横摆运动以及侧滑运动的影响规律及作用机理。研究表明:凹凸底部结构会增加轿车的气动升力、气动俯仰力矩、气动阻力以及气动侧力,加剧轿车的侧偏运动和横摆运动,增加轿车侧滑的风险;路面附着系数越低,凹凸底部结构对轿车侧偏运动和横摆运动的影响越大、对侧滑临界风速的影响越小。

摘要：阶梯型变截面桩竖向承载力大,但其在变径处应力集中现象明显,限制了该桩型的适用范围,为减轻其在变径处的轴力突变,将水平变截面设置为一定倾角,形成锥型组合桩。为了摸清该新桩型的竖向承载性能,基于室内模型试验对锥型组合桩在竖向荷载作用下的力学响应进行测试,并与传统等截面桩、阶梯型桩进行对比,揭示锥型组合桩的竖向承载机理。模型试验依据相似理论进行设计,在试验中保持三种桩型的体积近似相等,竖向荷载采用分级加载,获取桩顶沉降曲线以及桩身轴力分布。研究结果表明:(1)等截面桩的竖向承载力最小,阶梯型桩的竖向承载力居中,锥型组合桩的竖向承载力最大;(2)等截面桩的轴力随深度增大近似线性减小,阶梯型桩在截面变小处轴力发生突变,产生应力集中,锥型组合桩在上下两个截面变化处轴力未发生显著突变,在下变截面处往下一定位置产生轴力极大值,轴力分布较为均衡;(3)等截面桩侧阻力占比随荷载增大急剧减小,阶梯型桩侧阻力占比随着荷载非线性变化,锥型组合桩侧阻力占比稳定在55%左右;(4)锥型组合桩既可以发挥阶梯型桩承载力大的优点,又可以克服阶梯型桩在变截面处的轴力突变问题,竖向承载力大于阶梯型桩,具有良好的工程应用价值。

摘要：为探究桥面横风作用下,桥梁挡风障高度、孔隙率、开孔形状参数对桥面行驶车辆稳定性影响规律,以及等效风速折减系数与车辆气动力对挡风障阻风性能两种指标评价结果的差异性,设计了孔隙率与高度范围分别为40%~60%,1~3 m的10组圆孔与障条形式的桥梁挡风障方案。分别于7.91 m/s和11.07 m/s两种试验来流风速条件下,测量典型3车道箱梁简化模型上,各行车道不同高度测点的风速及中间车道车辆模型气动六分力。分析挡风障参数变化对车辆行驶稳定性的影响规律,并对比桥梁挡风障等效风速折减系数与气动侧力、侧倾力矩无量纲后的系数,验证遮挡效果评价指标的一致性。试验结果表明:两种试验风速下,桥梁挡风障对其后方车辆遮挡效果规律一致,车辆模型气动侧力及侧倾力矩受挡风障孔隙率及高度参数影响明显,均随着挡风障高度增加而减小,随着挡风障的孔隙率增加而变大;气动升力主要受高度影响较大,且随高度增加先增加后减小,而与孔隙率关系不明显;等效风速折减系数与气动侧力折减系数及侧倾力矩折减系数偏差主要集中于0.01~0.10,不同评价指标得到结果具有一致性,采用等效风速折减系数作为风障挡风效率的评价指标更为直观有效,但需要考虑安装挡风障后桥面风场不同高度处压差变化对车辆气动升力产生的影响。

摘要：风荷载是各种工程结构的重要设计荷载,更是连廊式建筑设计计算中必不可少的部分。研究利用高精度的电子压力扫描系统,实现了连廊式高层建筑表面风压风洞试验测试,得出该类建筑的风荷载作用特性。由实验结果可得:在风荷载的作用下,连廊式建筑的平均风压分布特性有别于常规建筑,受所连接的高层建筑影响,连廊区易呈现风压分布集中区,出现较大的风压极值;同时连廊区建筑表面平均风压值与风向角关联密切,当风向角变化时,部分测点风压值呈现明显突变,给结构抗风设计带来了挑战。

摘要：为探究厦门五缘湾周边区域风场参数分布规律,利用激光雷达开展了该区域两点位12个高度层的实时同步风场测量试验,对比分析了两点位风速、风向、地面粗糙度等参数变化规律,完成了实测粗糙度系数与公路桥梁抗风设计规范值对比工作。分析结果表明:厦门五缘湾两侧区域测点风速变化规律一致,风速值白天大于夜晚,最大风速可达9.23m·s^(-1);风向受地形变化影响较大,两测点风向因地形差异而关联性较弱;风速稳定的条件下,地面粗糙度α值随风速增加而增加;测点α值均小于规范值,高层建筑风荷载设计取值更加保守。

摘要：为探究不同结构参数对桥梁风障阻风性能,通过风洞试验,获取不同构造形式的挡风障整体及局部流场分布规律.试验结果表明,不同风速下,桥梁风障后方折减规律一致.利用风速折减系数作为风障阻风性能评价指标,定量分析比较挖板圆孔式风障及障条式风障在不同风速工况下的阻风效果,发现安装桥梁挡风障后,车道上风速折减系数最低仅为裸桥工况的20%;同时对比分析孔隙率、障条宽度等结构参数对桥梁风障阻风性能的影响规律,试验结果为桥梁挡风障的设计提供了理论参考.