应用大型TMD抑制崖门大桥RC桥塔的抖振响应

崖门大桥是一座两个独柱桥塔单索面预应力混凝土斜拉桥，桥塔在独立状态气动弹模型风洞试验结果表明，在横桥向施工设计风速作用下需要对桥塔的抖振响应进行控制。本文就TMD对抖振控制的理论分析，TMD优化参数以及抑振倍率进行了推导，设计安装了以粘性剪切阻尼器（VSD）为耗能机构的被动式动力减振装置。通过现场实测，风洞试验及理论分析，三者十分吻合。3     

基于ANSYS的斜拉桥静风稳定性及 脉动风抖振分析

以大连长山大桥为工程背景,基于ANSYS有限元软件,提出一个斜拉桥抗风分析方法。首先建立主桥段有限元模型,基于流体计算软件CFD(Computational Fluid Dynamics)得到主要梁段截面三分力系数,通过MATLAB生成Davenport脉动风速时程曲线。然后基于ANSYS二次开发功能,编制以增量法和内外迭代法为基础的非线性静风稳定性分析和以Davenport风速谱为基础的脉动风抖振分析程序。结果表明:该桥静风失稳风速为125 m/s,远大于设计风速35. 2 m/s;在随时间变化的脉动风作用下横桥向振幅最大;在相同基本风速下,脉动风作用产生的位移明显大于静风作用,特别是横桥向和转角位移。该分析结果可为以后斜拉桥抗风设计提供参考。     

大跨斜拉桥桥面风致抖振的粘滞阻尼控制分析

现代大跨度斜拉桥结构重量轻、阻尼小,因而对风的作用比较敏感。紊流风诱发桥梁过大的抖振响应会危及行车、行人的舒适和安全。本文利用有限元软件ANSYS,以山东滨州黄河公路大桥为例建立了大跨斜拉桥三维空间有限元模型,在全桥动力特性分析的基础上,利用混合自回归模型模拟桥梁脉动风荷载,并进行了自激力的时域化处理,重点分析了桥面侧向抖振响应;通过对粘滞阻尼器力学特性的分析,提出了在桥塔和主梁之间安装与桥面成45°的粘滞阻尼器来控制桥面侧向抖振响应的方案,并分析了不同阻尼系数时的控制效率。研究结果表明:在侧向风力的强迫作用下,桥面侧向抖振响应不可忽视;粘滞阻尼器控制下,桥面抖振响应显著减小,各主要构件内力均无明显增加,且随着阻尼系数的增大,减振效率显著增大,阻尼器的出力也增大,但当阻尼系数达到一定值后,减振效率的增大趋于平缓,存在一个经济合理的最优值。     

热带气旋与多尺度气候变异:2018年西北太平洋台风季概况

2018年是西北太平洋热带气旋异常活跃的一年,该年台风季(6~11月)共有26个热带气旋生成,远超气候平均的22个,是近20年来第二活跃的台风季.2018年,热带气旋多形成于西北太平洋东部和南海北部,台风活动区域偏东北,移动路径多由西北行转为偏北行登陆,造成了中国大陆重大经济损失(约697.3亿元).这一年,多尺度气候变异共同作用引起了西北太平洋季风槽的增强和副热带高压减弱,从而导致了热带气旋异常活跃.在此过程中,年际气候背景条件起了主导作用,而年代际气候变异仅起到了弱的抑制作用.在年际尺度上,一个发展的中太平洋厄尔尼诺事件和正相位的太平洋经向模态(PMM)共同作用形成了2018年有利于热带气旋活动的大尺度环流背景条件.进一步研究表明,中太平洋海温强迫在西北太平洋热带气旋活动中起到了关键调节作用,而PMM通过中太平洋海温间接影响西北太平洋热带气旋活动.在中太平洋厄尔尼诺年,中太平洋海温增暖引起的对流异常通过大气的Gill型-罗斯贝波响应导致了西北太平洋上异常气旋性环流,这使得西北太平洋上副热带高压减弱、季风槽增强东北移,有利于热带气旋在此形成和发展.短期气候及天气变化,如季节内振荡(ISO)和天气尺度扰动(SSD)的活动,与增强的季风槽相互作用,加剧了2018年异常的西北太平洋热带气旋的活动.     

核电厂沉积岩岩基激振试验研究

岩基是核电厂Ⅰ、Ⅱ类物项的承载基础,其动力参数取值对核电厂抗震设计意义重大.目前,我国核电站岩基以块状火成岩为主,其动力参数取值和试验成果较少,而有关层状岩体结构的核电站沉积岩岩基动力参数取值和试验研究则未见报道.本文以我国首个以沉积岩为岩基的核电厂为例,基于振动基本理论,设计了自由振动和强迫振动激振实验,并对比了垂直层理水平方向和沿层理水平方向的激振试验结果,旨在获得首个沉积岩核岛岩基的岩基阻尼比、抗剪刚度和抗弯刚度等动力参数,以期为类似工程提供设计依据.试验表明:由自由振动和强迫振动获得的某核电站呈层状岩体结构的沉积岩核岛岩基动力参数相近,岩基抗压刚度系数为21.4-28.83MN/m3;岩基抗剪刚度系数为15.44-22.68MN/m3;岩基抗弯刚度系数为44.24-60.72MN/m3;岩基竖直向阻尼比为7.34%-7.68%;岩基水平回转向第一振型阻尼比为7.43%-7.44%;垂直层理水平方向和沿层理水平方向试验成果的各向异性指数为0.9%-7.5%;动力参数呈弱各向异性.试验结果首次给出了该核电站沉积岩岩基的动力参数取值范围,对具有相似岩基的核电厂抗震设计有较好的工程参考价值.     

浔江大跨越输电线微风振动消振设计试验研究及现场测量

从理论上初步探讨了阻尼线(或防振锤)与输电线振动的耦合特性。结果证明：在阻尼线与输电线固有频率相同，且阻尼线与输电线参振质量比值大的条件下，输电线、阻尼线、防振锤均处于最小和最稳定的振动状态，使输电线得到了保护。如果阻尼线与防振锤联合使用，对输电线的消振，理论和实践证明是令人满意的。     

振冲挤密加固深厚吹填珊瑚礁砂地基试验研究

针对沙特吉赞新建的围海造陆货物堆场的地基处理,基于珊瑚礁砂的疏浚工程特性,开展了用两种振冲挤密法加固该处不良级配疏松礁砂地基的有效性及确定其相应工艺参数的现场试验.先完成选定小区试验,后由SPT检验其效果,再分析确定最优振冲工艺并指导了大面积工程施工.通过比对场区地基加固前、后的CPT检测结果,用Iwasaki液化指数...     

形状记忆合金金属橡胶自回复减震(振)器的性能试验研究

形状记忆合金金属橡胶(Shape Memory Alloy Metal Rubber,SMAMR)是在金属橡胶基础上改进的一种新型减振材料,在减震(振)器发生塑性变形之后,形状记忆合金金属橡胶可以通过加热诱发金属橡胶中的形状记忆合金丝发生相变,从而达到变形自回复的目的。本文通过对8个金属橡胶试件的静力和动力压缩试验研究发现,形状记忆合金金属橡胶力学性能稳定,并且形状记忆合金金属橡胶减震(振)器的塑性变形可以通过升温进行自回复,而不需要更换新的减震设备。     

STC加筋砂水平循环剪切与竖向激振特性试验研究

随着中国汽车工业的发展,大量废旧轮胎带来的"黑色污染"问题日益显著。提出一种采用废旧轮胎柱(Scrap tire columns,STC)的加筋土结构,并初步探究其作为基础减隔振材料的可行性。通过室内水平循环剪切试验和竖向激振试验研究STC加筋砂(STCRS)的水平循环剪切和竖向激振特性。结果表明,最大剪应变为1%时STCRS的等效阻尼比未加筋前增加约10%,等效动剪切模量减小20%~25%,水平向减振性能得以提高;STCRS的竖向加速度衰减呈现出速度快、幅值大的特点,竖向减振效果较未加筋砂显著提高。STC加筋砂作为基础减振材料是可行的,且为原形废旧轮胎的资源化利用提供新思路。     

Influence of structural parameters on dynamic characteristics and wind-induced buffeting responses of a super-long-span cable-stayed bridge

A 3D finite element (FE) model for the Sutong cable-stayed bridge (SCB) is established based on ANSYS. The dynamic characteristics of the bridge are analyzed using a subspace iteration method. Based on recorded wind data, the measured spectra expression is presented using the nonlinear least-squares regression method. Turbulent winds at the bridge site are simulated based on the spectral representation method and the FFT technique. The influence of some key structural parameters and measures on the dynamic characteristics of the bridge are investigated. These parameters include dead load intensity, as well as vertical, lateral and torsional stiffness of the steel box girder. In addition, the influence of elastic stiffness of the connection device employed between the towers and the girder on the vibration mode of the steel box girder is investigated. The analysis shows that all of the vertical, lateral and torsional buffeting displacement responses reduce gradually as the dead load intensity increases. The dynamic characteristics and the structural buffeting displacement response of the SCB are only slightly affected by the vertical and torsional stiffness of the steel box girder, and the lateral and torsional buffeting displacement responses reduce gradually as the lateral stiffness increases. These results provide a reference for dynamic analysis and design of super-long-span cable-stayed bridges.     

Wind tunnel simulation experiment and investigation on the electrification of sandstorms

~~Wind tunnel simulation experiment and investigation on the electrification of sandstorms~~     

台风影响下巢湖风浪特征研究

基于实测和数值模拟方法分析了台风“摩羯”和“温比亚”过境巢湖流域时的影响.台风“摩羯”和“温比亚”过境时,在巢湖产生较大的风速和风浪过程,其中对东巢湖的影响最大,中巢湖次之,西巢湖最小.东巢湖、中巢湖、西巢湖在台风“摩羯”过境时出现了0.68、0.67和0.48 m的最大有效波高和2.25、2.33和1.95 s的最大平均波周期;而台风“温比亚”过境时则最大有效波高可达1.50、1.47和1.18 m,最大平均波周期可达2.99、3.04和2.74 s.影响较大的区域位于东巢湖与中巢湖连接的湖心水域,总体对东巢湖的影响最为显著,中巢湖次之,西巢湖最小.不同湖区湖心水域由于水深、风区长度大,往往是出现最大风浪强度的区域.     

典型体育场屋盖风荷载特性的风洞试验研究

对某一具有代表性的大型体育场刚性模型进行了表面测压风洞试验,介绍了试验所采用的主要技术参数和基本的数据处理方法,分析了结构典型测点在不同风向角下的风压变化规律,给出了该体育场屋盖上的对应于50年和100年重现期的10min平均风压值及前10个最小极值风压值。分析表明：风压系数平均值分布规律明显,能体现屋盖上流场分布的情况;均方根值能在一定程度上反映出气流分离和旋涡脱落情况。典型体育场屋盖上表面主要分布负压,其中迎风边缘及突出部位较大,低凹处及尾流区域较小;屋盖下表面在迎风的钝体边缘有较大区域正压出现,背风处分布有不大的均匀负压。     

通过刚性模型试验评价中庭采光顶风荷载及其响应的方法

当中庭采光顶的建筑设计完成以后,在结构形式上可能仍然存在多种方案,这就需要对每个设计方案的动力性能和风致响应进行评价,而通过气动弹性试验来测定每个方案是不现实的。因此,本文提出了采用刚性测压试验原始数据和有限元时程分析相结合的方法,通过一次刚性测压试验和多次有限元分析来解决,这显然更经济合理。本文将以上海世茂中庭采光顶项目为例,详细地介绍上述风致响应计算方法及其有关结论。     

组合网壳屋盖结构风振响应分析及等效静风荷载

结合惠州会议展览中心风洞试验结果,对波浪形组合网壳结构的风荷载和风振响应进行了分析,包括：24个风向角下屋盖荷载分布特性分析;结构整体和局部的自振特性分析;根据风洞试验结果对6个风向角（0°、30°、45°、90°、135°和180°）进行结构的风致动力响应分析。根据风振响应分析结果,基于响应的不同振动特点,提出将屋盖结构分为独立屋盖结构、屋盖结构两端挑棚结构和整体屋盖结构3个部分,指出对这3部分最不利的风向角分别为0°、30°、90°。最后综合考虑各个风向角下结构的响应及风振系数,给出了最终的风振系数建议值。     

大跨度钢管混凝土拱桥在多维多点地震激励作用下的平稳随机响应

采用虚拟激励法计算了大跨度钢管混凝土拱桥在纵向、竖向、横向、三维多点激励作用下的均方响应,在此基础上探讨了各方向激励及三维激励的多点输入效应对钢管混凝土拱桥地震响应特性的影响。结果表明纵向和竖向激励的多点输入效应对结构响应有明显影响,而横向激励的多点输入效应可忽略。     

钢管拱桥在大地震作用下的非线性反应分析

钢管拱肋填充混凝土后，质量体系相对刚度体系的作用将大幅增加，特别是在大地震作用下的横向反应显著增大。拱肋内部不填充混凝土，能够减小横向地震作用，同时可以减轻下部结构的负担。因此，本文提出了圆形钢管拱肋的材料非线性性能的评价方法，并以上承式钢管拱桥为例，探讨了钢管拱桥在大地震作用下的非线性反应性能。     

Wind tunnel tests of the dynamic processes that control wind erosion of a sand bed

Aeolian sand transport is a complicated process that is affected by many factors (e.g. wind velocity, sand particle size, surface microtopography). Under different experimental conditions, erosion processes will therefore produce different results. In this study, we conducted a series of wind tunnel experiments across a range of wind velocities capable of entraining sand particles (8.0, 10.0, 12.0, and 14.0 m s^-1) to study the dynamic changes of the shear velocity, aerodynamic roughness length, and sand transport. We found that the shear velocity and aerodynamic roughness length are not constant; rather, they change dynamically over time, and the rules that describe their changes depend on the free-stream air velocity. For wind tunnel experiments without feeding sand into the airflow, the sand bed elevation decreases with increasing erosion time, and this change significantly affected the values of shear velocity and aerodynamic roughness length. A Gaussian distribution function described the relationships between the sand transport rate (q_T) and the duration of wind erosion (T). It is therefore necessary for modelers to consider both deflation of the bed and the time scale used when calculating sand transport or erosion rates. © 2018 John Wiley & Sons, Ltd.