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特大型桥梁抗风设计数值化及控制技术PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：刘高，葛耀君，朱乐东，刘天成着
• 出 版 社：人民交通出版社股份有限公司
• 出版年份：2019
• ISBN：9787114149504
• 页数：240 页

图书介绍：本书共分六章，内容包括绪论、大跨桥梁气动参数识别的数值风洞技术、桥梁多模态耦合颤振分析的能量方法、桥梁多模态耦合抖振内力分析的虚拟激励法、斜风下桥梁抖振分析方法、桥梁风振气动控制措施研究。本书可供从事桥梁风工程科研与设计人员参考，也可供高等院校桥梁工程高年级本科生及研究生学习参考。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：港珠澳大桥混凝土结构耐久性设计与施工技术下一篇：城市轨道交通优化管理与控制 《特大型桥梁抗风设计数值化及控制技术》目录 标签：特大型 数值 特大 桥梁 控制

第1章 绪论1

1.1 桥梁风工程研究的兴起1

1.2 特大型桥梁的建设热潮3

1.3 特大型桥梁抗风设计数值化技术5

1.4 特大型桥梁抗风控制技术9

本章参考文献10

第2章 桥梁设计风参数11

2.1 概述11

2.2 平均风统计分析与概率描述11

2.2.1 极值分布参数估计12

2.2.2 逐步迭代估计法14

2.2.3 极值分布拟合优化16

2.2.4 气象站与桥位风速相关性分析方法19

2.3 脉动风特性与风谱拟合21

2.3.1 脉动风特性分析21

2.3.2 近地脉动风特性分析及风谱拟合实例23

2.3.3 重庆双碑大桥风参数统计分析28

2.3.4 复杂地貌桥址风环境相关性研究31

本章参考文献38

第3章 典型断面桥梁气动参数数据库及抗风性能评价41

3.1 概述41

3.2 桥梁气动参数数据库架构41

3.2.1 主梁气动参数数据库41

3.2.2 桥塔（墩）气动参数数据库44

3.3 典型断面桥梁抗风性能数值评价46

3.3.1 风速计算47

3.3.2 风荷载计算48

3.3.3 动力特性计算49

3.3.4 抗风稳定性验算49

3.4 马鞍山长江公路大桥抗风性能数值评价示例52

3.4.1 工程简介52

3.4.2 桥位边界层风特性52

3.4.3 颤振稳定性评价53

3.4.4 静风稳定性评价54

本章参考文献55

第4章 桥梁气动参数识别的数值风洞技术56

4.1 概述56

4.2 LB方法控制方程及LB并行计算模型56

4.2.1 Lattice Boltzmann方程56

4.2.2 D2Q9离散模型59

4.2.3 LB方法的并行计算过程及并行算法设计60

4.3 桥梁结构气动参数数值识别的LB方法62

4.3.1 气动力计算方法62

4.3.2 特殊边界格式63

4.3.3 LB湍流松弛时间模型67

4.3.4 LB动网格气弹模拟模型71

4.3.5 桥梁结构气动参数的数值识别方法75

4.4 桥梁结构数值风洞模拟软件研发78

4.4.1 基于面向对象的LB并行计算软件研发78

4.4.2 桥梁结构数值风洞模拟软件的计算流场79

4.4.3 BridgeFluent软件界面及功能79

4.5 典型钝体绕流数值风洞模拟82

4.5.1 圆柱绕流数值模拟82

4.5.2 方柱绕流数值模拟84

4.6 桥梁结构数值风洞模拟85

4.6.1 箱形截面梁数值风洞模拟85

4.6.2 H形截面梁数值风洞模拟94

4.6.3 分体双箱梁数值风洞模拟99

4.6.4 桥塔结构数值风洞模拟108

本章参考文献111

第5章 桥梁多模态耦合颤振分析的能量法116

5.1 概述116

5.2 桥梁多模态耦合颤振分析的运动方程116

5.2.1 桥梁颤振基本方程116

5.2.2 结构等效自激节点力列向量的计算117

5.2.3 系统颤振状态空间方程120

5.3 桥梁多模态耦合颤振分析的能量方法121

5.3.1 状态向量精细时程积分121

5.3.2 系统颤振稳定性的能量判别法121

5.3.3 全桥三维多模态耦合颤振分析123

5.3.4 颤振分析中几点策略123

5.4 桥梁多模态耦合颤振分析的程序开发124

5.4.1 桥梁三维多模态颤振分析中对非线性效应的考虑124

5.4.2 主梁单元有效攻角的计算124

5.4.3 多模态颤振分析的流程图125

5.5 桥梁多模态耦合颤振分析实例125

5.5.1 英国塞文桥126

5.5.2 虎门大桥129

5.5.3 伶仃洋跨海大桥方案132

5.6 结论139

本章参考文献139

第6章 桥梁多模态耦合抖振内力分析的虚拟激励法141

6.1 概述141

6.2 桥梁多模态耦合抖振运动方程141

6.3 基于虚拟激励法的桥梁多模态耦合抖振内力分析方法142

6.3.1 保留模态外高频模态拟静力效应的考虑142

6.3.2 结构抖振内力响应分析的虚拟激励法143

6.4 桥梁多模态耦合抖振内力分析的程序开发145

6.4.1 桥梁抖振分析中对非线性效应的考虑145

6.4.2 主梁单元有效攻角的计算145

6.4.3 桥梁多模态耦合抖振内力分析的流程图146

6.5 桥梁多模态耦合抖振内力分析实例147

6.5.1 西堠门大桥桥塔抖振内力分析147

6.5.2 青马大桥抖振内力分析153

本章参考文献159

第7章 斜风下桥梁抖振时域分析方法161

7.1 概述161

7.2 基本假定161

7.3 斜风下的坐标系及斜片条上的气动力162

7.3.1 斜风下的坐标系定义162

7.3.2 结构单元斜片条上的气动力定义163

7.3.3 坐标系之间的转化矩阵164

7.3.4 风速分量及方向166

7.4 抖振响应时域分析方法166

7.4.1 斜风作用下桥梁运动控制方程167

7.4.2 斜风作用下抖振力167

7.4.3 斜风作用下的自激力171

7.4.4 基于Newmark-β法的抖振运动方程求解175

7.4.5 斜风作用下桥梁抖振时域分析程序开发176

7.5 香港青马大桥台风森姆期间实测数据177

7.5.1 香港青马大桥及WASHMS系统简介177

7.5.2 台风森姆数据获取及处理178

7.5.3 台风森姆期间主梁加速度实测数据179

7.6 香港青马大桥抖振响应分析及实测结果对比180

7.6.1 桥梁模型180

7.6.2 主梁斜片条的气动特性180

7.6.3 等效湍流风速的模拟182

7.6.4 主梁加速度响应时程对比185

7.7 小结188

本章参考文献188

第8章 桥梁抗风气动控制技术190

8.1 概述190

8.2 气动翼板控制桥梁颤振的能量机理191

8.2.1 作用在主梁和气动翼板上的气弹自激力191

8.2.2 气流由气动翼板输入系统的能量193

8.2.3 算例195

8.3 气动翼板沿桥跨布置的合理模式197

8.3.1 安装气动翼板的主梁单元气动刚度与阻尼矩阵197

8.3.2 安装气动翼板的桥梁颤振稳定性分析198

8.3.3 算例199

8.4 青州航道桥初步设计方案抗风性能研究200

8.4.1 桥梁设计方案概况200

8.4.2 结构动力特性分析201

8.4.3 原始方案主梁节段模型颤振性能风洞试验结果201

8.4.4 原始方案主梁节段模型涡振性能风洞试验结果202

8.4.5 安装气动翼板的主梁节段模型风洞试验研究203

8.4.6 气动翼板对阻尼的影响分析204

8.5 坝陵河大桥抗风性能研究206

8.5.1 桥梁设计方案概况206

8.5.2 钢析加劲梁抗风设计207

8.5.3 结构动力特性分析208

8.5.4 节段模型风洞试验208

8.5.5 斜风作用下的节段模型风洞试验210

8.5.6 全桥气弹模型风洞试验213

8.5.7 极端气候环境下的大桥抗风安全性能216

8.6 琼州海峡公路桥梁方案抗风性能研究220

8.6.1 琼州海峡公路桥梁方案及抗风设计风参数220

8.6.2 结构动力特性分析221

8.6.3 主梁节段模型风洞试验研究223

8.6.4 分体式钢箱梁的格栅结构涡振控制机理227

8.7 主动气动控制翼板研究228

8.7.1 作用在整个主梁单位长度上的气弹自激力229

8.7.2 翼板主动扭转振动参数的选取231

8.7.3 算例234

本章参考文献236

索引239

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摘要：本文以《特大型桥梁抗风设计数值化及控制技术.pdf电子书版文档下载》为研究对象，从抗风设计的重要性、数值化方法、控制技术以及应用实例四个方面进行了详细阐述，旨在为我国特大型桥梁抗风设计提供理论依据和技术支持。

1、抗风设计的重要性

随着我国经济的快速发展，特大型桥梁的建设日益增多。然而，桥梁在受到强风作用时，容易发生振动、变形甚至破坏，严重影响桥梁的安全性和使用寿命。因此，对特大型桥梁进行抗风设计具有重要意义。

首先，抗风设计可以确保桥梁在强风作用下的稳定性，避免发生破坏性事故。其次，合理的抗风设计可以降低桥梁的振动幅度，提高乘坐舒适度。最后，抗风设计还可以优化桥梁结构，降低建设成本。

总之，抗风设计是特大型桥梁建设过程中不可或缺的一环，对于保障桥梁安全、提高桥梁使用寿命具有重要意义。

2、数值化方法

数值化方法是抗风设计的重要手段，主要包括风洞试验、数值模拟和风荷载计算等。

风洞试验是研究桥梁抗风性能的传统方法，通过模拟实际风场，分析桥梁在不同风速和风向下的受力情况。然而，风洞试验成本高、周期长，难以满足大规模桥梁建设的需要。

随着计算机技术的不断发展，数值模拟方法逐渐成为抗风设计的主要手段。数值模拟可以快速、高效地分析桥梁抗风性能，为设计提供有力支持。此外，风荷载计算也是抗风设计的重要环节，通过对风荷载的准确计算，可以确保桥梁结构的安全性。

3、控制技术

控制技术是提高桥梁抗风性能的关键，主要包括主动控制、被动控制和半主动控制等。

主动控制技术通过安装控制系统，实时调整桥梁结构，使其在强风作用下保持稳定。被动控制技术主要通过改变桥梁结构形式或增加阻尼器等装置，降低桥梁的振动幅度。半主动控制技术则介于主动控制和被动控制之间，通过部分调整桥梁结构，实现抗风性能的优化。

在实际应用中，应根据桥梁的具体情况和设计要求，选择合适的控制技术，以提高桥梁的抗风性能。

4、应用实例

以我国某特大型桥梁为例，该桥梁在抗风设计过程中，采用了数值模拟、风荷载计算和控制技术等方法，成功实现了桥梁的抗风性能优化。

通过数值模拟，发现该桥梁在强风作用下的振动幅度较大，存在安全隐患。针对这一问题，设计团队采用了被动控制技术，在桥梁上安装了阻尼器，有效降低了桥梁的振动幅度。

此外，通过风荷载计算，确保了桥梁结构的安全性。该实例表明，在特大型桥梁抗风设计中，数值化方法和控制技术的应用具有重要意义。

总结：

本文从抗风设计的重要性、数值化方法、控制技术和应用实例四个方面对《特大型桥梁抗风设计数值化及控制技术.pdf电子书版文档下载》进行了详细阐述，为我国特大型桥梁抗风设计提供了理论依据和技术支持。

在今后的桥梁建设中，应充分重视抗风设计，结合实际情况，采用先进的数值化方法和控制技术，确保桥梁的安全性和使用寿命。

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