桥梁风振专题06715PPT课件
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桥梁风振及其制振措施(PPT,17页)

主梁涡激振动 拉索风雨激振 桥塔涡激振动 主梁随机抖振
驰振 颤振
风振控制措施
颤振控制
驰振控制:
驰振和涡振控制
涡振控制: 提高结构阻尼比
施工时附加TMD、TLD或TLCD阻 尼器
风雨振控制
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。
加辅助索,预防拉索风雨振
机械减振措施
加阻尼器(如TMD,磁流变阻尼器)
TACOMA NARROWS BRIDGE
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50cD),涡激振动振幅只有 5 cm。
•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。
•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。
桥梁风振控制
绝对控制: 主梁风振失稳
尽量控制: 考虑控制:
•桥梁风振及其制振措施
Tacoma Narrows Bridge:位于美国华 盛顿州,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。
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。
俄国伏尔加大桥“蛇形共振”
桥梁知识专题讲座PPT动态课件

03
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。
桥梁风振专题(学习课资)

公开课资
16
桥梁风振概述
公开课资
17
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。
公开课资
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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。
公开课资
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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。
公开课资
6
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。
公开课资
7
桥梁风振概述
桥梁风振的主要形态
公开课资
8
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。
公开课资
9
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。
风振及控制6-颤振PPT课件

当结构发生振动时,由于周围的绕流受结构变位的干扰而发生变化,导致 作用在结构上的空气力也随时间发生变化。这种作用力由于是伴随结构振动产生 的,称为自激气动力,它是非定常气动力的主要形式。
(1)Theodorson平板空气力公式
1935年,Th. Theodorson首先从 理论上研究了薄平版的非定常气动 力。他根据流体力学势流理论求得 了作用于振动平板上的非定常气动 力的解析表达式。对于图示二维理 想平板,在均匀水平流场中作微小 振动时所受到的非定常空气升力和 力矩可表达为:
v
C(k)为Theodo函rs数 on, 当用 Bes函 sel数表示时
CkF(k)iG(k)
典型断面颤振导数曲线
典型断面颤振导数曲线
2.3桥梁颤振计算理论的发展
1948年Bleich 第一次用Theodorson 的平板空气公式来解决悬索桥的颤振分析。 他认为在悬索桥中常用的桁架加劲梁的上承桥面接近于一块平板,此时悬索桥的 二维颤振微分方程可以写成:
L2bv2C(k)hv[1C(k)]b2v
M2b2v2C(k)hv[1C(k)]b2v
式中
——空气密度; b——平板的半宽度; v——空气流速; h和分别为截面的竖向和扭转位移;
k b 为折算频率,为圆频率;
1V2B 2
LVC
M12V2B2LCM
式中:为空气密度,H为梁高,B为梁宽,L为长度,
1 V 2 2
为气流的动压。CH、CV、CM分别为主梁的阻力系数、升力
系数、力矩系数。
三种典型断面的三分力系数曲线
dCL 0, dCM 0是空气动力稳定 条的 件必 。要
d
d
2.2.2.非定常气动力
2.2作用于桥梁的空气力
(1)Theodorson平板空气力公式
1935年,Th. Theodorson首先从 理论上研究了薄平版的非定常气动 力。他根据流体力学势流理论求得 了作用于振动平板上的非定常气动 力的解析表达式。对于图示二维理 想平板,在均匀水平流场中作微小 振动时所受到的非定常空气升力和 力矩可表达为:
v
C(k)为Theodo函rs数 on, 当用 Bes函 sel数表示时
CkF(k)iG(k)
典型断面颤振导数曲线
典型断面颤振导数曲线
2.3桥梁颤振计算理论的发展
1948年Bleich 第一次用Theodorson 的平板空气公式来解决悬索桥的颤振分析。 他认为在悬索桥中常用的桁架加劲梁的上承桥面接近于一块平板,此时悬索桥的 二维颤振微分方程可以写成:
L2bv2C(k)hv[1C(k)]b2v
M2b2v2C(k)hv[1C(k)]b2v
式中
——空气密度; b——平板的半宽度; v——空气流速; h和分别为截面的竖向和扭转位移;
k b 为折算频率,为圆频率;
1V2B 2
LVC
M12V2B2LCM
式中:为空气密度,H为梁高,B为梁宽,L为长度,
1 V 2 2
为气流的动压。CH、CV、CM分别为主梁的阻力系数、升力
系数、力矩系数。
三种典型断面的三分力系数曲线
dCL 0, dCM 0是空气动力稳定 条的 件必 。要
d
d
2.2.2.非定常气动力
2.2作用于桥梁的空气力
桥梁抗震ppt课件

3. 计算等效单自由度{系Fe统rr}的等c c效orr 刚度和等效粘滞阻尼比;
4. 利用反应谱方法计算结构特征力效应和特征位移效应-需求分析;
5. 进行需求/能力比计算,评估结构的抗震性能。
精品课件
32
单振型反应谱法
反应谱的概念
根据D’Alembert原理,单自由度振子的振动方程可以表示为:
上述振动方程的m 解(可g 以y 用) 杜cy 哈美k( y0 Duhay m e2 l)积y 分公2y式 来g 表示:
抗震设防标准制定原则
桥梁工程的抗震设防标准,即为如何确定“地震荷载”的 标准。荷载定得越大,即抗震设防标准要求越高,桥梁在 使用寿命期间为抗震设防需要投入的费用也越大。然而, 桥梁在使用寿命期间遭遇抗震设防标准所期望的地震总是 少数。这就是决策的矛盾点:一方面要求保证桥梁抗震安 全,另一方面又要适度投入抗震设防的费用,使投入费用 取得最好的效益 。
精品课件
33
单振型反应谱法
反应谱的概念
由于地震加速度是不规则的函数,上述积分公式难以直接求积, 一般要通过数值积分的办法来求得反应的时程曲线。对不同周期和阻 尼比的单自由度体系,在选定的地震加速度输入下,可以获得一系列
的相对位移y、相对速度 y 和绝对加速度 y 的反应时程曲线,并可从
中找到它们的最大值。以不同单自由度体系的周期Ti为横坐标,以不 同阻尼比C为参数.就能绘出最大相对位移、最大相对速度和最大绝对 加速度的谱曲线,分别称为相对位移反应谱、拟相对速度反应谱和拟 加速度反应谱(分别可简称为位移反应谱、速度反应谐和加速度反应谱), 并用符号记为SD、PSV和PSA,这三条反应谱曲线合起来简称为反应谱。
称为动力放大系数,其值可以直接由标准化反应谱曲线确定。上
4. 利用反应谱方法计算结构特征力效应和特征位移效应-需求分析;
5. 进行需求/能力比计算,评估结构的抗震性能。
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32
单振型反应谱法
反应谱的概念
根据D’Alembert原理,单自由度振子的振动方程可以表示为:
上述振动方程的m 解(可g 以y 用) 杜cy 哈美k( y0 Duhay m e2 l)积y 分公2y式 来g 表示:
抗震设防标准制定原则
桥梁工程的抗震设防标准,即为如何确定“地震荷载”的 标准。荷载定得越大,即抗震设防标准要求越高,桥梁在 使用寿命期间为抗震设防需要投入的费用也越大。然而, 桥梁在使用寿命期间遭遇抗震设防标准所期望的地震总是 少数。这就是决策的矛盾点:一方面要求保证桥梁抗震安 全,另一方面又要适度投入抗震设防的费用,使投入费用 取得最好的效益 。
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33
单振型反应谱法
反应谱的概念
由于地震加速度是不规则的函数,上述积分公式难以直接求积, 一般要通过数值积分的办法来求得反应的时程曲线。对不同周期和阻 尼比的单自由度体系,在选定的地震加速度输入下,可以获得一系列
的相对位移y、相对速度 y 和绝对加速度 y 的反应时程曲线,并可从
中找到它们的最大值。以不同单自由度体系的周期Ti为横坐标,以不 同阻尼比C为参数.就能绘出最大相对位移、最大相对速度和最大绝对 加速度的谱曲线,分别称为相对位移反应谱、拟相对速度反应谱和拟 加速度反应谱(分别可简称为位移反应谱、速度反应谐和加速度反应谱), 并用符号记为SD、PSV和PSA,这三条反应谱曲线合起来简称为反应谱。
称为动力放大系数,其值可以直接由标准化反应谱曲线确定。上
桥梁知识专题PPT专题演示

桥梁的主要分类 春天的风吹过银杏树的枝头,几场春雨让刚冒出小芽的叶子,长得郁郁葱葱。当我把这个好消息告诉门口的孩子们后,他们便一个接一个的来到我们家的花园中。
我国桥梁建筑成就
国外著名桥梁 结束语
春天的风吹过银杏树的枝头,几场春 雨让刚 冒出小 芽的叶 子,长 得郁郁 葱葱。 当我把 这个好 消息告 诉门口 的孩子 们后, 他们便 一个接 一个的 来到我 们家的 花园中 。
授课 内容
1
概论
2 桥梁的组成部分
春天的风吹过银杏树的枝头,几场春 雨让刚 冒出小 芽的叶 子,长 得郁郁 葱葱。 当我把 这个好 消息告 诉门口 的孩子 们后, 他们便 一个接 一个的 来到我 们家的 花园中 。
春天的风吹过银杏树的枝头,几场春 雨让刚 冒出小 芽的叶 子,长 得郁郁 葱葱。 当我把 这个好 消息告 诉门口 的孩子 们后, 他们便 一个接 一个的 来到我 们家的 花园中 。 春天的风吹过银杏树的枝头,几场春 雨让刚 冒出小 芽的叶 子,长 得郁郁 葱葱。 当我把 这个好 消息告 诉门口 的孩子 们后, 他们便 一个接 一个的 来到我 们家的 花园中 。
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桥梁知识专题讲课PPT课件

书房的角落,挺立着一株虎尾兰。它 没有牡 丹的高 贵,没 有百合 花的幽 香,更 没有玫 瑰花那 样高傲 ,它除 了平凡 ,还是 平凡。 以至于 客人来 访,也 无一夸 赞过它 ,更没 有谁欣 赏它。 书房的角落,挺立着一株虎尾兰。它 没有牡 丹的高 贵,没 有百合 花的幽 香,更 没有玫 瑰花那 样高傲 ,它除 了平凡 ,还是 平凡。 以至于 客人来 访,也 无一夸 赞过它 ,更没 有谁欣 赏它。
01
书房的角落,挺立着一株虎尾兰。它 没有牡 丹的高 贵,没 有百合 花的幽 香,更 没有玫 瑰花那 样高傲 ,它除 了平凡 ,还是 平凡。 以至于 客人来 访,也 无一夸 赞过它 ,更没 有谁欣 赏它。
概论
概论
你注意过身边的桥吗?你知道什么叫做桥吗?
“桥梁”是指:供汽车、火车、渠道、管线、行人等跨越河流、海湾、湖
书房的角落,挺立着一株虎尾兰。它 没有牡 丹的高 贵,没 有百合 花的幽 香,更 没有玫 瑰花那 样高傲 ,它除 了平凡 ,还是 平凡。 以至于 客人来 访,也 无一夸 赞过它 ,更没 有谁欣 赏它。 书房的角落,挺立着一株虎尾兰。它 没有牡 丹的高 贵,没 有百合 花的幽 香,更 没有玫 瑰花那 样高傲 ,它除 了平凡 ,还是 平凡。 以至于 客人来 访,也 无一夸 赞过它 ,更没 有谁欣 赏它。
书房的角落,挺立着一株虎尾兰。它 没有牡 丹的高 贵,没 有百合 花的幽 香,更 没有玫 瑰花那 样高傲 ,它除 了平凡 ,还是 平凡。 以至于 客人来 访,也 无一夸 赞过它 ,更没 有谁欣 赏它。
书房的角落,挺立着一株虎尾兰。它 没有牡 丹的高 贵,没 有百合 花的幽 香,更 没有玫 瑰花那 样高傲 ,它除 了平凡 ,还是 平凡。 以至于 客人来 访,也 无一夸 赞过它 ,更没 有谁欣 赏它。
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
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13
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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14
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。
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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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桥梁风振概述
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17
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?
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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11
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。
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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1
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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2
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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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。
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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。
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桥梁风振概述
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。