基于时域分析的风荷载计算及斜拉桥响应分析

1

作者 翟晓春 《西部交通科技》 2024年第6期142-145,共4页

针对目前常用的等效静阵风荷载计算难以对风荷载的随机性进行模拟的问题,文章基于时域分析理论,利用现有观测数据及学者提出的脉动风谱,采用谱解法生成脉动风速时程,并结合准定常理论计算得到风荷载时程,导入某斜拉桥有限元模型进行动... 针对目前常用的等效静阵风荷载计算难以对风荷载的随机性进行模拟的问题,文章基于时域分析理论,利用现有观测数据及学者提出的脉动风谱,采用谱解法生成脉动风速时程,并结合准定常理论计算得到风荷载时程,导入某斜拉桥有限元模型进行动力分析。结果表明:基于时域分析理论采用谱解法能够生成具有随机性的脉动风速时程,以此生成风荷载时程进行结构动力分析是可行的,可为大跨度桥梁结构的设计分析提供参考。 展开更多

关键词 桥梁工程 斜拉桥 谱解法 脉动风谱 振动响应

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深切峡谷地貌桥面行车高度风环境现场实测研究 被引量：1

2

作者 吴风英 崔巍 +2 位作者 赵林 郭增伟 葛耀君 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期71-81,共11页

为研究深切峡谷地形条件下的桥面局部风场,对桥梁跨中和过桥塔区局部区域风环境开展了现场实测。对局部风场特征进行了讨论分析,其中包括平均风速特征、紊流度、脉动风速功率谱和极值风速分布等。探讨了跨中和桥塔区位置风剖面分布,同... 为研究深切峡谷地形条件下的桥面局部风场,对桥梁跨中和过桥塔区局部区域风环境开展了现场实测。对局部风场特征进行了讨论分析,其中包括平均风速特征、紊流度、脉动风速功率谱和极值风速分布等。探讨了跨中和桥塔区位置风剖面分布,同时给出了跨中和桥塔区的平均风速拟合关系,量化了过桥塔区顺桥向风速分布的桥塔遮挡效应和地形加速效应,总结提出了一种典型的过桥塔区顺桥向风速曲线模型。此外,桥塔区域风速紊流度显著大于跨中位置,表明桥塔和特殊地形对局部风场存在较大影响。桥塔区脉动风速实测谱高频段能量明显上升,与惯性子区谱-5/3斜率衰减效应变化特征不符。相较于规范风谱,推荐了3阶双对数多项式,可更加准确地表征脉动风湍流能量在频域上的分布特征。对瞬态阵风极值风速的分析结果表明,相较于平均风速,极值风速用于评估行车安全更为合理。 展开更多

关键词 桥梁工程 深切峡谷 现场实测 桥面局部风环境 平均风特性 脉动风谱 极值风速

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流花4-1油田海域近海面风场特性分析 被引量：2

3

作者 杜宇 武文华 +3 位作者 岳前进 李锋 谢日彬 李平 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期568-574,共7页

为了解决海洋强风场特性研究中实测数据不足的问题,在我国南海流花4-1油田一座半潜式平台上,开展了近海面风场特性的实测研究工作.对2011-09-22实测数据开展了分析,获得了南海近海面风场的湍流强度、阵风因子和湍流积分尺度等强风特性参... 为了解决海洋强风场特性研究中实测数据不足的问题,在我国南海流花4-1油田一座半潜式平台上,开展了近海面风场特性的实测研究工作.对2011-09-22实测数据开展了分析,获得了南海近海面风场的湍流强度、阵风因子和湍流积分尺度等强风特性参数;同时开展了脉动风功率谱的拟合研究工作,将实测谱与Davenport谱、von Karman谱和Kaimal谱进行比较,证明了von Karman谱在近海面强风环境中拟合结果较优. 展开更多

关键词 脉动风 风场特性 原型测量 脉动风谱

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大跨桥梁抖振力与脉动风速空间相关性的对比研究 被引量：3

4

作者 李少鹏 李明水 +1 位作者 马存明 廖海黎 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期796-800,811,共6页

对于桥梁断面,已有的风洞试验结果表明,抖振力的跨向相关性大于脉动风的相关性。由于风洞尺寸和模型尺度的限制,这些试验结论是在跨向间距较小和被动模拟紊流场条件下取得的。为了进一步研究较大的跨向间距内以及不同紊流场中抖振力的... 对于桥梁断面,已有的风洞试验结果表明,抖振力的跨向相关性大于脉动风的相关性。由于风洞尺寸和模型尺度的限制,这些试验结论是在跨向间距较小和被动模拟紊流场条件下取得的。为了进一步研究较大的跨向间距内以及不同紊流场中抖振力的跨向相关性,以抖振升力为例,利用理论分析方法建立了合理的数学模型,并深入研究了风洞模拟风谱以及自然大气风谱下抖振力的跨向相关性与脉动风速相关性的差异。结果表明,在风洞模拟紊流场中,抖振力的跨向相关性大于脉动风的相关性仅在一定的跨向间距内成立;而在自然大气紊流场中,抖振力的跨向相关性则介于纵向脉动风与竖向脉动风的相关性之间。最后,利用Davenport提出的相干函数经验公式计算了自然大气紊流场中抖振力的相关性,通过对比验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 抖振力 脉动风谱 经验相干函数 互相关系数

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斜拉桥风荷载的数值计算

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作者 林子琨 李春良 《吉林建筑大学学报》 2019年第3期12-16,共5页

大跨度斜拉桥在自然环境中会受到风荷载的作用,而且风对斜拉桥产生的抖振影响不容忽视.通常在分析桥梁抖振前,要计算出风环境状况.本文以斜拉桥为示例,基于经验公式计算分析了主梁尺寸变化对静力风荷载的影响及不同风速下的静力风荷载,... 大跨度斜拉桥在自然环境中会受到风荷载的作用,而且风对斜拉桥产生的抖振影响不容忽视.通常在分析桥梁抖振前,要计算出风环境状况.本文以斜拉桥为示例,基于经验公式计算分析了主梁尺寸变化对静力风荷载的影响及不同风速下的静力风荷载,并借助Davenport脉动风功率谱,应用谐波合成法模拟计算了斜拉桥在一定风速下的脉动风场. 展开更多

关键词 斜拉桥 脉动风荷载 脉动风谱 静力三分力

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上海“派比安”台风实测结果的二维脉动风谱拟合 被引量：19

6

作者 胡晓红 葛耀君 庞加斌 《结构工程师》 2002年第2期41-47,64,共8页

本文根据上海“派比安”台风实测风速资料 ,运用快速傅立叶变换得到了“派比安”台风的水平风速功率谱和垂直风速功率谱 ,并把实测风谱与常用水平脉动风谱和垂直脉动风谱相比较 ;在Kolmogrove理论的基础上 ,对实测水平脉动风谱和垂直脉... 本文根据上海“派比安”台风实测风速资料 ,运用快速傅立叶变换得到了“派比安”台风的水平风速功率谱和垂直风速功率谱 ,并把实测风谱与常用水平脉动风谱和垂直脉动风谱相比较 ;在Kolmogrove理论的基础上 ,对实测水平脉动风谱和垂直脉动风谱进行了曲线拟合 ,得到了水平脉动风功率谱和垂直脉动风功率谱常用拟合曲线。 展开更多

关键词 “派比安”台风 傅立叶变换 水平脉动风谱 垂直脉动风谱

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强台风登陆过程大跨桥梁风特性特征及其抖振响应分析 被引量：5

7

作者 赵林 吴风英 +2 位作者 潘晶晶 宋丽莉 葛耀君 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期86-97,共12页

台风环境条件的风场特征对沿海大跨桥梁结构的风致响应影响显著。结合强台风黑格比(0814)的登陆演变全过程风场逐时记录数据,对台风气候条件下的实测近地平均风特性(平均风速、风向角和风攻角)和脉动风功率谱进行了统计分析,研究了中心... 台风环境条件的风场特征对沿海大跨桥梁结构的风致响应影响显著。结合强台风黑格比(0814)的登陆演变全过程风场逐时记录数据,对台风气候条件下的实测近地平均风特性(平均风速、风向角和风攻角)和脉动风功率谱进行了统计分析,研究了中心过境强台风的风场演变特征。随后分别采用规范谱和实测台风谱对位于台风影响区内的一座大跨斜拉桥(主跨448 m)进行了三维风致抖振响应分析,研究了台风演变过程中桥梁结构抖振响应特征。采用实测台风谱计算的桥梁抖振响应与仅考虑规范谱的结果差异显著。进一步研究了来流大攻角效应对桥梁抖振响应的影响,结果显示,结构竖向和扭转抖振位移分别为仅考虑规范谱响应结果的204.12%和264.87%,横向位移增加67.27%。研究表明:强台风气候条件下,来流大攻角和高频湍流能量卓越的脉动风速对桥梁抖振响应影响突出。因此,关于桥梁风致抖振的相关研究亟需慎重对待,并应加强桥梁风致安全评估。 展开更多

关键词 台风登陆过程 现场实测 大攻角效应 脉动风功率谱 风致抖振响应

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大跨度公铁两用斜拉桥三维风速场实测与模拟 被引量：4

8

作者 徐曼 郭薇薇 +1 位作者 夏禾 张楠 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期107-113,共7页

为得到沪通公铁两用长江大桥(后简称沪通大桥)桥址区风速时程序列,对沪通大桥开展了现场风速实测,对桥址区的风场特性进行分析,得到基于实测数据的风速谱,并将其与规范给出的风速谱进行参数对比.之后采用基于实测风速谱显式分解的谐波... 为得到沪通公铁两用长江大桥(后简称沪通大桥)桥址区风速时程序列,对沪通大桥开展了现场风速实测,对桥址区的风场特性进行分析,得到基于实测数据的风速谱,并将其与规范给出的风速谱进行参数对比.之后采用基于实测风速谱显式分解的谐波合成法,将该桥的三维脉动风速场简化为多个线状的一维脉动风速场,分别对两个主塔、公路桥面、铁路桥面的脉动风速进行数值模拟,模拟值与目标值吻合较好.结果表明:采用实测的风速谱参数可以很好地得到大跨度桥梁数值模拟三维脉动风场,并与规范给出的统一功率谱有一定的差异性,体现了规范谱应用于不同地区,尤其是复杂气象条件时的局限性.得到的基于实测风特性的大跨度斜拉桥风速时程序列,为桥梁的风振分析提供了基础,具有良好的实用效果. 展开更多

关键词 斜拉桥 风场实测 脉动风功率谱 数值模拟 谐波合成法

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格栅湍流场湍流特性的数值模拟 被引量：3

9

作者 邱旭 王昊 +1 位作者 李峰 董建尧 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第5期863-870,共8页

目的为验证数值模拟方法对于求解格栅湍流场的可行性,研究格栅下游流场湍流特性的变化规律.方法运用计算流体动力学(CFD)技术,采用大涡模拟(LES)方法,对两种格栅的三维数值模型进行计算.结果对于格栅湍流场的湍流特性,数值模拟结果同风... 目的为验证数值模拟方法对于求解格栅湍流场的可行性,研究格栅下游流场湍流特性的变化规律.方法运用计算流体动力学(CFD)技术,采用大涡模拟(LES)方法,对两种格栅的三维数值模型进行计算.结果对于格栅湍流场的湍流特性,数值模拟结果同风洞试验结果吻合良好,所得规律一致.随着距格栅距离的增加,流场的湍流强度呈指数下降趋势,湍流积分尺度呈线性增加趋势,脉动风功率谱形状保持一致,但总能量呈减小趋势.结论数值风洞作为分析格栅湍流场的一种新手段,具有结果可靠、灵活性强、成本低等优点. 展开更多

关键词 格栅湍流场 湍流强度 湍流积分尺寸 脉动风功率谱 计算流体动力学

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杆系结构风激响应及谱分析 被引量：1

10

作者 于峰 于薇薇 王言英 《中国海洋平台》 2004年第1期20-25,共6页

基于脉动风的基本理论和Davenport风荷载功率谱,提供了在频域内杆系结构迎风风激响应的计算方法。应用Morison方程确定风荷载,同杆系结构耦合求解其各阶振动的频率响应函数,并根据线性系统特性计算结构的位移谱。给出不同参数的杆式结... 基于脉动风的基本理论和Davenport风荷载功率谱,提供了在频域内杆系结构迎风风激响应的计算方法。应用Morison方程确定风荷载,同杆系结构耦合求解其各阶振动的频率响应函数,并根据线性系统特性计算结构的位移谱。给出不同参数的杆式结构在各种风速作用下的位移图谱,可供工程应用参考。 展开更多

关键词 杆系结构 风荷载 频率响应函数 脉动风功率谱 Morison方程

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U形峡谷桥址区风特性实测研究 被引量：2

11

作者 马如进 范爱华 +1 位作者 徐向东 杜镔 《公路》 北大核心 2021年第9期168-174,共7页

山区桥梁桥址区风场特性相比平原地区更加复杂,具有强烈的地形效应。针对某U形峡谷中三塔斜拉桥的中塔建立了高度方向的多个测点,测得了不同高度处的风速时程,通过统计分析得到桥位的平均风参数和脉动风参数及其统计规律。分析结果表明... 山区桥梁桥址区风场特性相比平原地区更加复杂,具有强烈的地形效应。针对某U形峡谷中三塔斜拉桥的中塔建立了高度方向的多个测点,测得了不同高度处的风速时程,通过统计分析得到桥位的平均风参数和脉动风参数及其统计规律。分析结果表明,该峡谷桥址区的平均风速剖面受地形影响大而且形式复杂,风攻角比规范推荐值大,顺、横、竖风向的湍流度比值与规范值的差异明显,湍流积分尺度、脉动风功率谱与规范相比也有所区别。 展开更多

关键词 桥梁工程 U形峡谷 现场实测 风特性 平均风速剖面 湍流度 脉动风功率谱研究

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