桥梁风振专题(学习课资)
桥梁知识专题讲座PPT动态课件
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散热器支管过墙时，除应该加设套管 外，还 应注意 支管不 准在墙 内有接 头。支 管上安 装阀门 时，在 靠近散 热器一 侧应该 与可拆 卸件连 接。散 热器支 管安装 ，应在 散热器 与立管 安装完 毕之后 进行， 也可与 立管同 时进行 安装。 安装时 一定要 把钢管 调整合 适后再 进行碰 头，以 免弄歪 支、立 管。
散热器支管过墙时，除应该加设套管 外，还 应注意 支管不 准在墙 内有接 头。支 管上安 装阀门 时，在 靠近散 热器一 侧应该 与可拆 卸件连 接。散 热器支 管安装 ，应在 散热器 与立管 安装完 毕之后 进行， 也可与 立管同 时进行 安装。 安装时 一定要 把钢管 调整合 适后再 进行碰 头，以 免弄歪 支、立 管。
散热器支管过墙时，除应该加设套管 外，还 应注意 支管不 准在墙 内有接 头。支 管上安 装阀门 时，在 靠近散 热器一 侧应该 与可拆 卸件连 接。散 热器支 管安装 ，应在 散热器 与立管 安装完 毕之后 进行， 也可与 立管同 时进行 安装。 安装时 一定要 把钢管 调整合 适后再 进行碰 头，以 免弄歪 支、立 管。
散热器支管过墙时，除应该加设套管 外，还 应注意 支管不 准在墙 内有接 头。支 管上安 装阀门 时，在 靠近散 热器一 侧应该 与可拆 卸件连 接。散 热器支 管安装 ，应在 散热器 与立管 安装完 毕之后 进行， 也可与 立管同 时进行 安装。 安装时 一定要 把钢管 调整合 适后再 进行碰 头，以 免弄歪 支、立 管。
散热器支管过墙时，除应该加设套管 外，还 应注意 支管不 准在墙 内有接 头。支 管上安 装阀门 时，在 靠近散 热器一 侧应该 与可拆 卸件连 接。散 热器支 管安装 ，应在 散热器 与立管 安装完 毕之后 进行， 也可与 立管同 时进行 安装。 安装时 一定要 把钢管 调整合 适后再 进行碰 头，以 免弄歪 支、立 管。
桥梁结构风致振动的探讨
桥梁结构风致振动的探讨孙国明1,张 彬1,周 涛2(1.辽宁工程技术大学土木建筑系,辽宁 阜新 123000,2.枣庄市公路管理局,山东枣庄 277100)[提 要] 风对桥梁的作用是十分复杂的现象。
随着桥梁结构的大跨度发展,桥梁对风作用反应的敏感和复杂逐渐成为设计的控制因素。
文章就桥梁抗风设计的历史和风致振动的研究现状做了分析,同时探讨了特大跨度桥梁待研究的风致振动的控制问题。
[关键词] 特大跨度桥梁;风致振动;抗风设计[中图分类号]T U312+.1 [文献标识码]A [文章编号]1007-9467(2001)03-0029-02一、引言风致振动,自1940年秋,美国华盛顿州建成才4个月的T acoma吊桥在不到20m/s的8级大风作用下发生破坏事故以后,引起了国际桥梁工程界和空气动力界的极大关切,并开展了大量的理论探索和风洞实验研究。
我国自70年代起斜拉桥蓬勃发展,跨度日益增大,与此同步,斜拉桥和吊桥的风致振动理论与实验研究也结合工程实际迅速发展,并取得了一些有价值的研究成果。
二、桥梁结构风致振动理论的发展大跨度桥梁呈现结构轻柔、低频和低阻尼的力学特征,导致桥梁对风的作用更加敏感和对风的反应更加复杂。
40多年来,在结构工程师和空气动力学家及诸多领域专家的共同努力下,基本上弄清了各种风致振动的机理。
风对桥梁的作用是十分复杂的现象,它受到风的自然特征、结构的动力性能以及风与结构的相互作用三方面的制约。
气流绕过一个振动着的物体时将对物体产生气动力,且是非均匀可变的。
桥梁的实际情况要复杂得多,因为近地风是稳流风,而且大多数桥梁都是非流线形的。
紊流风场对振动着的非流线形截面所产生的非定常空气力无法用解析形式表达出来,而只能通过风洞实验来确定。
1935年,Th.Theodors on从理论上研究了薄平板的空气作用力,用势能理论求得了非定常空气力的解析式。
1938年,Th.V on K arman也得出同样结果。
桥梁抗风抗震复习资料
桥梁抗风抗震复习资料第一讲1、《中华人民共和国防震减灾法》的主要内容是什么？答：主要内容包括：1.《防震减灾法》的立法目的2.《防震减灾法》的调整对象及适用范围3.防震减灾工作方针4.对各级人民政府的基本要求。
5.政府各部门在防震减灾工作中的职责6.单位和个人的义务7.群测群防工作8.依靠科学进步提高防震减灾工作水平9.提高政府领导防震减灾工作能力10.提升地震监测能力和社会服务职能11.提高建设工程的抗震设防水平12.提高社会的非工程性地震预防能力13.及时完善地震应急救援等相关规定。
2、地震引起的地表破坏现象有哪几种？答：1.地表断裂 2.滑坡 3.砂土液化 4.软土震陷3、工程结构主要有哪些震害现象？答：建筑结构软弱层机制破坏、钢筋混凝土柱压弯破坏和剪切破坏、梁柱节点破坏、框架填充墙剪切破坏、桥梁结构落梁、整体或部分倒塌、钢筋混凝土桥墩压弯破坏和剪切破坏、桥梁碰撞、节点破坏、现代斜拉桥震害现象等。
4、近年来结构震害的主要经验教训是什么？答：⑴结构抗震设防应采用性能设计原则。
即在综合考虑工程造价、结构遭遇地震作用水平、结构的重要性、耐久性和修复费用等因素下，定义结构允许的损坏程度（性能）。
⑵结构抗震设计应同时考虑强度和延性，尤其注重提高结构整体及延性构件的延性能力。
⑶重视采用减隔震的设计技术，以提高结构的抗震性能。
⑷对体系复杂的结构，强调进行空间非线性动力时程分析的必要性。
⑸对桥梁结构，应重视支座的作用及其设计，同时开发更有效的防落梁装置。
⑹充分认识到按早期规范设计的旧结构的地震易损性，认识到对重要的旧结构进行抗震加固的紧迫性和必要性。
⑺充分认识到城市生命线工程遭受地震破坏可能导致的严重社会后果，认识到保证城市生命线工程抗震安全性的意义。
⑻充分认识到，地震区的一切新建工程都都必须严格按照国家颁布的抗震设计规范进行设防，为此而增加一些基建投资是值得的和必要的。
第二讲1、构造地震的成因是什么？答：构造地震主要是由于断层的错动而造成的。
第十四讲 桥梁风致振动分析
同济大学土木工程防灾国家重点实验室、桥梁工程系
第五节 风振性能检验
5.1 风振稳定性
(1) 驰振临界风速 (2) 扭转颤振临界风速—
* 变号 A2
(3) 耦合颤振临界风速—竖弯和扭转耦合 (4) 涡激共振锁定风速
5.2 风振强度
(1) 抖振引起的强迫力荷载 (2) 涡振引起的自激力荷载 荷载最不利组合
同济大学土木工程防灾国家重点实验室、桥梁工程系
第四节 静风性能验算
4.1 静风稳定性—扭转发散
(1) 二维计算模型 (2) 三维计算模型 扭转发散临界风速
4.2 静风强度
(1) 平均风荷载 (2) 脉动风荷载 荷载最不利组合问题
4.2 静风刚度
(1) 侧向静风位移 (2) 竖向静风位移 (3) 扭转静风位移(较小)
同济大学土木工程防灾国家重点实验室、桥梁工程系
5.3 风振刚度
(1) 抖振位移 (a) 随机振动分析方法 (b) 节段模型试验法 (c) 全桥模型试验法 (2) 涡振位移 (a) 理论模型计算法 (b) 节段模型试验法 (c) 全桥模型试验法
同济大学土木工程防灾国家重点实验室、桥梁工程系
第六节 抗风性能改善
大多数情况下气动导数值
H i*和Ai* (i = 1, 2 , 3, 4 )
同济大学土木工程防灾国家重点实验室、桥梁工程系
第三节 动力特性分析
3.1 结构计算模型
(1) 按施工阶段划分(缆索承重桥梁) (a) 桥塔自立状态 (b) 主要拼梁状态 (c) 全桥成桥状态 (2) 按主梁离散划分 (a) 单梁式 (b) 双梁式 (c) 三梁式
λ — 衰减系数， λ = 7 ~ 21
同济大学土木工程防灾国家重点实验室、桥梁工程系
桥梁风致响应 ppt课件
横风向荷载(cross-wind load) 升力(lift force)
扭矩荷载(torsional moment) 升力矩(pitching moment)
2.2 静风响应
结构(2个水平+1扭转)
位移(2个线位移+1个角位移)
桥梁(水平+竖向+扭转)
风压(局部位置垂直于表面)
结构为主
桥梁较少
中国悬索桥方案 (L=5,000 m)
侧弯： fps0.024H,z fpa0.04H 1 z
竖弯： fhs0.04H8,z fha0.06H 2 z
扭转： fts0.07H 3 z
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同济大学土木工程防灾国家重点实验室
4.4 结构阻尼(Structural damping )
钢 桥:： s0.5% ~1.0% , s2s3.14~6.28 结合合 梁梁 桥： : s1.0% ~1.5% , s2s6.28~9.42 混凝土桥:： s1.5% ~2.5% , s2s9.42~15.71
Lpp2Lp pLpp
D f D h h D h h D h h D D D D p p D p p D p p
D hh2D h hD hhD 2D D
D pp2D p pD pp
M f M h h M h h M h h M M M M p p M p p M p p
刚度较小—动力作用
颤振(flutter) 振幅较大—自激力
驰振(galloping)
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同济大学土木工程防灾国家重点实验室
1. 桥梁风效应（续）
风荷载及桥梁风效应
荷载分类
荷载效应
作用机理
平均风荷载引起的内力和变形 风压作用下的阻力、升力和升力矩
桥梁抗震与抗风课程综述
浙江工业大学《桥梁抗风与抗震》课程综述报告姓名：王昭学号：2111406033导师：袁伟斌日期：2015.01.09目录1桥梁的震害及破坏机理 (3)1.1 桥梁震害 (3)1.2破坏机理分析 (6)1.3 抗震设计及加固技术措施 (7)2桥梁抗震分析理论 (9)2.1抗震设计流程 (9)2.2抗震设计基本原理 (10)3延性抗震和减隔震抗震设计 (12)3.1桥梁延性抗震设计 (12)3.2桥梁减隔震抗震设计 (15)3.3减隔震技术与延性抗震设计的比较 (16)4风对桥梁的作用及风致振动 (17)4.1风对桥梁作用的现象及作用机制 (17)4.2风致振动 (18)参考文献 (21)桥梁抗风与抗震课程综述报告1桥梁的震害及破坏机理1.1桥梁震害地震是地球内部某部分急剧运动而发生的传播振动的现象，是迄今人类力量无法控制的自然灾害。
地球上平均每年都要发生近千次的破坏性地震，其中破坏力巨大的灾难性大地震即达十几次，这些地震在它们波及的范围内，均造成惨重的生命财产损失。
桥梁作为重要的社会基础设施，是生命线工程中的关键部分，在地震发生后的紧急救援和抗震救灾、灾后恢复重建中具有极其重要的地位。
强烈地震可能导致桥梁受到严重损伤或倒塌，造成交通中断，使抗震救灾工作受阻，以致造成生命和财产的更大损失，使震害程度扩大。
因此对桥梁震害及其机理的清晰认识，对于桥梁的设计、采取合理有效的抗震对策，保证桥梁在地震中的安全和正常使用具有重要意义。
桥梁结构受到的地震影响从结构抗震设计的角度讲主要有两种形式：即地基失效引起的破坏和结构强烈振动引起的破坏。
两者破坏的原因不同：前者属于静力作用，是由于地基失效产生的相对位移引起的结构破坏；后者属于动力作用，是由于振动产生的惯性力引起的破坏。
根据以往的震害情况分析，桥梁震害主要分为上部结构震害、支座震害、下部结构震害和基础震害[1]。
1.1.1上部结构震害由于受到桥梁墩台、支座的隔离作用，在地震中，桥梁上部结构因直接受惯性力作用而破坏的情况较少在发现的少数此类震害中，主要是钢结构的局部屈曲破坏，如图1（a）。
桥梁颤振理论PPT课件
振型特点 纵漂 L-S-1 V-S-1 V-A-1 V-S-2 L-A-1 V-A-2
主塔横摆 主塔横摆
T-S-1 V-S-3 V-A-3 V-S-4 L-S-2 边跨竖向 T-A-1
1 ln x0
n xn
阻尼比与对数衰减率的关系
2 ， 2 1 2
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结构的频率和振型可以通过结构动力特性分析获得，结构阻尼与材 料、结构形式等多种因素有关，无法通过计算取得。桥梁抗风设计中结构 的阻尼比可以取以下经验值：
桥梁种类 钢桥
结合梁桥 混凝土桥
阻尼比 阻尼比的统计范围
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a
二、扭转发散
a V
Ka 弹性轴
扭转发散问题的几何位置与参数
令扭转弹簧刚度为Ka ，其含义为梁段发生单位转角所需的气动 力矩。扭转角为a，平均风速为V，桥面宽为B，则单位长度的气
动力矩为 ：
Ma
1 2
V
2 B 2C M
a
式中：CM a 为绕扭转轴转动的气动力参数。
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桥梁的风毁事故最早可以追溯到1818年，苏格兰的Dryburgh Abbey桥首 先因风的作用而遭到毁坏。之后，英国的Tay桥因未考虑风的静力作用垮掉， 造成75人死亡的惨剧。一系列桥梁的风毁事故，使人们开始重视风的作用， 最初人们只认识到考虑静风载的必要性，直到1940年美国Tacoma悬索桥的 风毁事故（图8－1），才使工程界注意到桥梁风致振动的重要性。
0.005
0.5%~1.0%
0.01
1.0%~1.5%
0.02
2.0%~3.0%
第24页/共68页
二、采用有限元方法计算桥梁结构动力特性
《桥梁结构抗风与抗震》教学大纲-桥梁工程教学团队
道路桥梁与渡河工程专业《桥梁结构抗风与抗震》教学大纲一、课程基本信息二、课程简介《桥梁结构抗风与抗震》是道路桥梁与渡河工程专业方向的选修课程。
本课程的主要任务是通过课堂教学、专题研讨、课后作业、期末考试等环节，使学生掌握地震基本知识、桥梁震害特点、桥梁抗震与抗风的基础知识、计算理论和分析方法。
通过本课程的教学活动，使学生能够运用结构力学、结构动力学与桥梁工程等课程基础知识，初步具有分析或设计桥梁结构合理的抗风与抗震体系、地震作用与风荷载的力学特征、计算分析方法，初步具备解决实际桥梁结构抗风与抗震设计的能力。
三、课程教学目标本课程的教学目标及能力要求具体如下：课程目标1. 了解有关地震的基本知识和桥梁结构的震害特点，掌握单自由度体系自由振动和地震作用下强迫振动的数值计算方法；掌握反应谱的概念和反应谱分析方法；了解多自由度体系地震反应地震反应时程分析法的概念；掌握桥梁抗震设防和抗震验算要求；了解桥梁延性抗震设计的方法，桥梁减隔震设计的概念与流程；了解空气动力学基础知识及风对桥梁的动力作用。
课程目标2. 掌握桥梁工程抗震与抗风设计的基本原理和分析方法，熟悉桥梁抗震与抗风设计规范。
通过文献或资料研究，掌握桥梁抗震与抗风理论的发展历程与最新研究成果，了解最新的桥梁抗震与抗风设计理念，能够利用结构力学、桥梁工程及相关规范的要求进行设计和分析。
在提出解决复杂结构或环境下桥梁抗风与抗震设计方案时具有创新意识。
课程目标对毕业要求的支撑关系四、课程教学内容与学时分配五、课程教学方法1．采用以问题为导向的启发式教学，培养和激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识。
2．课程采用PPT教学模式，增强课程的信息量和感性认识。
3. 理论教学与工程实践相结合，引导学生应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，采用现代设计方法和手段，进行机构分析、综合与仿真，培养其识别、表达和解决土木类专业相关工程问题的思维方法和实践能力。
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公开课资
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桥梁风振概述
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桥梁风振概述
加装风嘴、中央开槽、稳定板，使桥梁截面接近流线型， 避免或推迟漩涡脱落发生，增大竖向振动空气阻尼。
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桥梁风振概述
斜拉索表面制造成凹痕或螺旋线，可以减轻斜拉索风 雨振的程度。
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桥梁风振概述 •机械减振措施
加阻尼器（如TMD，磁流变阻尼器）。怎样达到很好的减 振效果？
公开课资15桥梁源自振概述桥梁风振的减振措施•空气动力学措施
引起桥梁振动的风荷载性质与桥梁外形有关。在不改变桥 梁结构与使用性能的前提下，适当改变桥梁外形或附加一些导 流装置，往往可以减轻桥梁风振。如：
加装风嘴、中央开槽、稳定板，使桥梁截面接近流线型， 避免或推迟漩涡脱落发生，增大竖向振动空气阻尼。
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桥梁风振概述 •斜拉索风雨振
日本名港西大桥（MeikoNishi）、洞庭湖大桥均实测到拉 索在风雨共存的条件下，发生风雨振。称为影响最大的一种桥 梁病害。
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桥梁风振概述
桥梁风振的主要形态
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桥梁风振概述
•气动弹性现象：气流中的弹性体发生变形或振动，从而改变气 流边界条件，引起气流力的变化，反过来又引起弹性体新的变形 与振动，这种气流力与结构相互作用的现象即为气动弹性现象。
•颤振：扭转发散振动或弯扭发散振动。如塔克马桥的桥面扭转 振动，飞机机翼振动
•驰振：细长结构因气流自激作用发生的纯弯曲大幅振动。如结 冰电线振动，塔柱、吊杆、拉索容易产生驰振形象。
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桥梁风振概述
•抖振：气流力受结构振动影响较小，气流力是一种强迫力，主 要是大气紊流导致结构强迫振动。
•涡振：大跨度桥梁在低风速下容易发生的一种 风致振动。
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桥梁风振概述
加辅助索，预防拉索风雨振
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公开课资
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桥梁风振概述
桥梁风振的研究方法
•理论分析
运用空气动力学原理，建立各类风荷载的数学模型，应 用结构动力学的方法，求解各类风致振动及其稳定性。
西奥多尔森(Theodorsen)理想平板颤振自激力理论；斯 坎伦(Scanlan)桥梁断面颤振理论；达文波特（Davenport） 抖振准定常理论。
桥梁风振概述 1818-1840年风毁桥梁案例
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桥梁风振概述 •日本东京湾通道桥的涡激共振
主桥为10跨一联的钢箱梁 连续梁桥，最大跨度240m，宽 22.9m, 梁高6-11.5m。
在16-17m/s的风速作用下， 发生竖向涡激振动，跨中振幅 达50 cm。
安装16台可调质量阻尼器 （TMD），涡激振动振幅只有5 cm。
桥梁风工程的进一步发展，有待于基本理论框架的新突 破。
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桥梁风振概述 •风洞试验
目前，风洞试验是一个十分重 要且不可替代的手段。风洞试验包括： 节段模型试验，全桥模型试验等。
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第六章 桥梁风振概述 •风洞试验
目前，风洞试验是一个十分重 要且不可替代的手段。风洞试验包括： 节段模型试验，全桥模型试验等。
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中南大学桥梁工程系
桥梁风振概述 •现场观测
实桥测量风振特征与参数，是一种很好的研究手段，尤 其是桥梁发生风致病害时，研究价值更大。塔克马桥的实况 录像为桥梁事故原因分析以及桥梁风工程发展起到了重要的 推动作用。
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桥梁风振概述 •数值模拟
应用计算流体力学 方法，在计算机上实现桥 梁风振全过程，称为数值 风洞技术。
桥梁风振概述
桥梁风振概述
❖ 桥梁风致病害典型案例
❖ 桥梁风振的主要形态
❖ 桥梁风工程的主要研究方法
❖ 桥梁风致振动的减振措施
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桥梁风振概述
主要参考资料：
❖ 陈政清《桥梁风工程》 ❖ 项海帆《现代桥梁抗风理论与实践》 ❖ 项海帆《桥梁概念设计》
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桥梁风振概述
桥梁风致病害典型案例
•塔科马大桥风毁实例
塔科马大桥：1940年建成， 三跨连续加劲梁悬索桥，主跨 853m，宽11.9m,加劲梁为H型板 梁，梁高2.45m。
建成4个月后，在18m/s的 风速(8级)作用下，发散振动持 续70min。最后，吊杆断裂，加 劲梁坠落河中。
原因：颤振失稳。
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桥梁风振概述 •塔科马大桥风毁实例
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