桥梁常见病害的处治分析
桥梁常见病害的处治分析
发表时间：2018-01-04T09:08:35.673Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第21期作者：王妮[导读] 当桥梁结构无法满足承载能力、通行能力的要求时，需要对桥梁进行加固或技术改造。
湖北省松滋市公路管理局湖北松滋 434200 摘要：在桥梁使用过程中，了解桥梁的病害特征，加强日常养护，通过养护维修消除病害，恢复原设计功能，使桥梁经常处于完好的技术状态，达到安全、耐久、适用的，是保证和延长桥梁使用寿命的一项不容忽视的工作，也是管理养护部门的主要职责。当桥梁结构无法满足承载能力、通行能力的要求时，需要对桥梁进行加固或技术改造。关键词：桥梁；病害的处治；分析 1 影响桥梁使用性能的病害 1.1桥面不平整，线型不平顺，桥梁振动过大
在车辆轮胎的不断作用下，许多桥梁的桥面铺装层容易破损，特别是使用了数十年以上的旧桥，桥面铺装病害表现为坑凹不平、开裂、破损。例如，一些结构体系如T型刚构、连续梁桥在使用荷载、收缩徐变及预应力损失等综合因素的作用下，跨中桥面下挠，导致桥面线型不平顺；又如在简支梁桥的梁端接头处和悬臂梁挂梁支点处的填缝材料，由于缺乏养护而产生脱落，且易遭受车轮的磨耗，从而出现较大沟槽、引起跳车及临近梁段的振动、加剧构件的疲劳损伤。
1.2桥头跳车
由于桥头引道刚度相对较低，在车辆荷载作用下容易产生沉降，致使桥面与引道连接处不平整、不顺适，从而使车辆驶过桥头时产生跳车。桥头跳车不但影响车速，降低行车质量，而且影响司乘人员的心理状态，同时跳车产生的附加冲击效应也会影响桥梁使用寿命。
1.3桥下过水不畅，桥面排水性能不良
一些桥梁由于养护不当，导致桥孔淤塞严重，在日常维修养护中又没有及时清理疏浚河道，汛前也很少做泄洪准备，因此汛期一到，桥孔泄洪能力不足，可能出现桥梁被洪水冲垮等问题。另一方面，一些桥梁的排水坡度不够、桥面不清洁或泄水管堵塞，导致雨后桥面积水较多、渗漏甚至于冻胀，桥面积水往往导致车辆过桥时泥浆飞溅，影响车辆行人的正常通过，严重时会加大桥梁的负荷，如遇梁体上缘开裂破损，还会使桥面积水渗透到箱梁内部、导致箱梁积水严重，影响到桥梁的安全性与耐久性[2]。
1.4伸缩缝破损，支座脱空
一些桥梁尤其是中小跨度梁桥，由于构造或维护不当，梁桥的伸缩缝容易出现破损、堵塞、顶死现象，如未能及时处理，最终会丧失伸缩功能，导致桥梁在环境温度作用下会产生附加内力。此外，中小跨度梁桥、斜弯桥的支座出现的脱空、移位、拍击、剪切变形过大、活动支座失去活动能力等病害也比较常见。
2 桥梁加固改造的基本技术要求
由于旧桥加固改造涉及的因素很多，通常迫切需要加固改造的桥梁都是地处交通要道，车辆通行密度大、荷载等级高，或修建年代久远，荷载等级偏低，有不同程度缺陷和病害的桥。不少地区还因财力、物力及机械设备而受到种种限制。特别是个别主管部门往往有不正确的观念，认为桥还在行车，可以维持一段时期，对桥梁加固改造的重要性和紧迫性认识不足，重视不够，因而对交通部门提出的加固改造项目不予批准。从某种意义上来说，旧桥加固改造的难度甚至超过新建桥梁。因此，对现有桥梁的加固改造需要提出以下基本要求。1）费用省，经济效益高。2）技术可靠，耐久性满足使用要求，不留后患。3）设备简单，施工方便。4）尽量不中断或少中断交通。5）加固改造材料性能良好，养护工作量少。6）尽量减少对原结构的损伤[3]。
3 处治病害应采取的措施 3.1改善桥面系的结构设计
梁体顶层应设计与桥面牢固结合的预留钢筋；预应力梁跨中起拱高度设计时要充分考虑对桥面厚度的影响，施工时一般按墩台、支座设计高度进行控制；适当增加桥面混凝土厚度和钢筋网密度，加大钢筋直径及等级标准；伸缩缝处沥青路面破损可能出现坑槽，因此伸缩缝在设计上除在梁端留有足够的锚固钢筋外，还应设计不低于C40级的钢纤维混凝土。为保证其平整度，应在沥青混凝土铺装完成后再进行伸缩缝施工；泄水孔收水口底部标高的设计低于水泥砼桥面顶至少lcm，收水口周围做成收坡，保证渗入沥青混凝土路面的水能通过泄水孔排走；桥面沥青混凝土宜设计两层，不但提高平整度，而且对其耐久性也有保证作用。
3.2 提高桥面混凝土与大梁顶面混凝土的粘接能力
对预制梁体项面进行刷毛处理，露出石子；梁之间如设计了绞缝混凝土，浇注时加强桥面混凝土与梁的结合；桥面钢筋绑扎前必须对梁顶彻底清扫，凿除浮渣，必要时用气泵或高压水冲洗。浇注混凝土摊铺前洒水湿润梁顶，但不得有积水；桥面全宽施工时应一次完成。当桥面太宽分两幅施工时先浇注横坡较低的一幅，避免养生水二次污染。第二幅浇注混凝土前对粉尘杂物还必须进行清除，特别对接缝处更应细致清除。
3.3 确保桥面混凝土有足够的整体强度
混凝土拌和料要级配合理，具有良好的和易性。桥面如有积水应清除后再摊铺混凝土，用人工拉平板振动器振捣与振动梁振捣，然后用滚杠、刮杠人工抹面压实找平；及时养生，防止水分蒸发过快造成裂纹，降低混凝土强度；严禁桥面混凝土冬季施工。桥面混凝土一般厚10cm左右，又暴露在高空，极易受冻，特别是气温突变的初冬更应引起高度重视；保证强桥面钢筋网与梁顶必须有一定的保护层。浇注混凝土采用吊车提升或泵送为宜。禁止混凝土运输车直接碾压钢筋；桥面铺装分幅施工时，应对纵横向工作缝进行防渗水处理。
3.4 保证桥面混凝土与沥青混凝土有较好结合面
混凝土初凝时拉毛或压毛是桥面混凝土传统的制毛工艺，表层平整美观大方，但表层存有浮浆，与沥青混凝土结合不理想。加之长期在超载车辆碾压下，桥面混凝土浮浆便“未老先衰”，从而引起沥青混凝土的损坏。刷毛工艺用普通的钢丝刷人工操作，重点是掌握刷毛时间，一般掌握在初凝后以不沾刷子最好。第一遍纵向刷，第二遍横向刷，深度以露出石子2～3mm即可。
3.5 桥面沥青混凝土的铺装
桥梁抗风与抗震
桥梁抗风与抗震 1.桥梁抗震 1.1桥梁的震害及破坏机理 调查与分析桥梁的震害及其破坏机理是建立正确的抗震设计方法，采取有效抗震措施的科学依据。 国内外学者对桥梁震害的调查研究结果表明，桥梁震害主要表现为： (1)上部结构的破坏：桥梁上部结构本身遭受震害而被毁坏的情形不多，一般都是由于桥梁结构的其他部位的毁坏而引起的。如落梁，一种是由于弹性设计理论采用毛截面刚度，这样就会低估横向地震作用和位移。导致活动节点处所设置的支座长度明显不足以及相邻梁体之间因横向距离不足而引起的相互冲击，造成落梁及相邻结构的撞击破坏；另外一种是由于地基土的作用造成大的地震位移，这种桥梁震害主要发生在建在软土或者可能液化的地基土上的桥梁上。软土通常会使结构的振动反应放大，使得落梁的可能性增加。 (2)支座连接部位的破坏：这中破坏比较常见，由于连接部位的破坏会引起力传递方式的变化，从而对结构其他部位的抗震产生影响，进一步加重震害。这种破坏是抗震设计中最关注的问题之一。 (3)下部结构和基础的破坏：下部结构和基础的严重破坏是引起桥梁倒塌，并在震后难以修复使用的主要原因。除了地基毁坏的情况，桥梁墩台和基础的震害是由于受到较大的水平地震力，瞬时反复振动在相对薄弱的截面产生破坏而引起的，从大量震害实例来看，比较高柔的桥墩多为弯曲破坏，矮粗的桥墩多为剪切型破坏，介于两者之间的为混合型。地基破坏主要表现为砂土液化，地基失效，基础沉降和不均匀沉降破坏及由于其上承载力和稳定性不够，导致地面产生大变形，地层发生水平滑移，下沉，断裂。 (4)桥台沉陷，当地震加速度作用时，由于桥台填土与桥台是不完全固结的，桥台填土的纵向土压力增大，桥梁与桥台之间的冲撞会产生相当大的被动土压力，造成桥台有向桥跨方向移动的趋势。由于桥面的支撑作用，桥台将发生以桥台顶端为支点的竖向旋转，导致基础破坏。如果桥台基础在液化土上，又将引起桥台垂直沉陷，最终导致桥梁破坏。 以上所介绍桥梁的几种破坏形式是相互影响的，不同的地质条件和不同的抗震措施所造成的破坏程度和类型往往是不同的。这就要求我们在桥梁设计中尤其是不规则桥梁和大跨度桥梁，必须从整体分析桥梁的抗震性能。 1.2抗震分析理论
桥梁抗风的常见措施及定性分析
桥梁抗风的常见措施及定性分析 摘要：首先，分析缆索支撑体系桥梁主要构件风致振动的现象和本质，提出了抗风措施。其次，以1 400 m主跨的悬索桥、斜拉桥以及吊拉组合体系桥等缆索支承桥梁的主要结构型式为例，采用三维非线性抗风分析方法，进行了动力特性、空气静力和动力稳定性的分析和比较。最后，介绍桥梁基本结构的抗风性能分析，并以连续刚构桥和斜拉桥为重点介绍了最新的研究成果，提出桥梁抗风研究方面存在的几个薄弱点。 关键词：桥梁抗风；风压；风振；措施；定性分析 1研究桥梁抗风的必要性 随着我国国民经济的迅速发展，对公路交通事业提出更高的要求，在宽阔的海域和水深河宽的大江大河，跨越能力大的缆索支撑体系桥梁(包括悬索桥和斜拉桥)将成为首先被考虑的桥型。纵观悬索桥的发展历史，可以认为其起源于中 国，成熟于美国，革新于英国，进步在13本，普及在中国。目前被公认为跨越能力最大的桥型，1998年建成的明石海峡大桥其主跨已达到1 991 m．斜拉桥 在200～500 In跨度内与悬索桥相比有一定的竞争优越性。早期的斜拉桥由于计算方法和手段不能满足要求，材料松弛、拉索锚固困难、张拉不足等原因长期未能得到发展，索面体系仅限于稀索。近年来由于计算理论的发展，新材料的开发配合，施工技术的进步为斜拉桥的发展创造了一定的有利条件。 但在风力作用下，大跨度悬索桥和斜拉桥容易生变形和振动。1940年主跨853 m的美国塔科马在仅有19 m／s的风速下，发生毁桥事故。斜拉桥方面，日本石狩河口桥和加拿大的Hawkshaw(Longsreek)桥等相继因风振导致加固。因此，大型缆索体桥梁的抗风稳定性研究应引起足够的重视。 2大跨度缆索支撑体系的风振现象 2．1主梁体的风振 目前，大跨缆索支撑体系梁桥主梁一般采用扁平截面，由于其本身的抗扭刚度比较大，产生扭转发散振动所需的风速也较高。涡振发振风速较低，发生频率较高，容易使结构物产生疲劳、行车障碍以及诱发过桥者的不安全感，通过增大结构刚度来防止发生涡振是比较困难的。因此减少风振不仅需要选择良好的梁体截面，还要通过风洞试验来选用各种整流装置，如流线型风嘴、整流翼板等。 2．2桥塔的风振 一般来说，同等跨度桥梁的桥塔，悬索桥的桥塔高度大致仅为斜拉桥的一半，桥塔的风振，两者可以相互借鉴。桥塔塔柱常采用矩形，主要考虑涡振与挠 曲驰振的问题。在架设主缆之前，桥塔由于高度较大'冈0度和阻尼相对较小，在小风速的情况下涡振的发生频率是很高的，常安装滑移块或调质减震器来增加塔柱的阻尼。由于桥塔是细长钝体结构，在气流中不断吸收能量，因此驰振的发生也是不可忽视的。当 (升力系数的导数)<0时，可能出现不稳定的驰振现象。 常常通过风洞试验选择合适的桥塔断面来防止驰振的发生，如采用圆形截面和八角形截面。2．3索的风振 由于拉索的柔性、相对较小的质量及较低的阻尼，在风荷载的作用下，拉索极易发生振动。拉索的风致振动包括涡激共振、尾流驰振、驰振、风雨激振等。拉索的大幅振动容易引起锚固端的疲劳或者毁坏拉索端部的腐蚀保护系统，影响拉索的使用寿命，严重时甚至要紧急封闭交通。拉索振动已成为大跨径斜拉桥要解决的严重问题之一。在风的作用下斜索的后流会产生交变涡流，成为卡门涡旋。当漩涡脱落的频率和拉索的某一阶自振频率接近时，则
桥梁抗风性能仿真
利用CFD-ACE进行桥梁抗风性能仿真一、计算实例简述 本计算实例为重型支援桥假设时三个阶段的风桥耦合仿真。 其模型结构如图所示： 图1.1位重型支援桥某工作状态模型 前期使用GEOM软件进行模型建立，网格划分等工作，并把此计算案例分为三个域进行计算：1号域为桥体本身；2号域为桥体附近的空气流域；3号域为桥体远方的空气流域。 为了提高计算效率以及计算精确度，则需要在1号和2号域中网格相比3号域中更为精密。下图为三个域的示意图。 图1.2域1 和域2示意图
其中如图1.2所示，实体桥结构内部为1号域，桥体周围的立方六面体（紫色六面体）到桥表面之间的空间为2号域。 图1.3 3号域示意图 3号域为最大的立方六面体到中间的立方六面体之间的空间。 二、操作界面介绍 打开CFD-ACE，其工作界面如下图所示： 图2 CFD-ACE软件工作界面 其主要分为菜单区、实体（域）显示区域、设置面板、操作对象选择区等四个部分。
1.菜单区 File、Edit、View、Units、Tool、Windows分别为基本操作的操作菜单。 为文件打开、存储、撤销快捷按钮。 为控制模型显示方式的选项按钮，其中可选择模型的可视角度、透明度、阴影等。 为CFD-ACE计算过程中对计算仿真过程或者结果操作的按钮。其功能有时时观察收敛曲线、打开与其关联的CFD-VIEW软件等。 图2.1.1菜单区工作界面 2.实体（域）显示区域 图2.2.1实体（域）显示区域 其操作方式主要为鼠标操作，其中鼠标左键功能为拖动，鼠标右键功能为旋转，滚轮功能为放大。同时可以通过此区域进行操作对象的选择。 3.操作对象区域 此区域为操作对象选择区域，方便对其进行选择，选择后，被选部分会在实体显示区域显示。然后进行相关操作。
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。自板块构造学说提出后，人们已广泛接受这样的观点：断层错动是由全球性的大规模板块构造运动所造成的。可以说，板块构造运动是构造地震发生的宏观背景，而断层错动则是构造地震发生的局部机制。 2、什么是地震动的特性及其三要素？ 答：特性：地震动是以运动方式出现。地震动是迅速变化的随机振动，地震动的这一特点，导致了抗震设计对地震作用峰值的关注。地震动对结构的作用效应与结构的动力特性和变形反应有关。地震动具有更大的不确定性，这使得抗震设计不能完全依靠强度安全储备。 三要素：地震动的幅值（最大振幅或叫峰值）、频谱（波形）和持续时间（简称持时）， 3、什么是地震安全性评价？ 答：地震安全性评价是指对具体建设工程场址及其周围地区的地震地质条件、地
大门大桥抗风分析报告共13页
目录 概述 1．采用的规范及参考依据 2．设计基本风速、设计基准风速、主梁颤振检验风速的确定 2．1 设计基本风速 2．2 主梁颤振检验风速 3．结构动力特性分析 3．1 计算图式 3．2 边界条件 3．3 动力特性分析 4．主梁抗风稳定性分析 4．1 桥梁颤振稳定性指数 4．2 主梁颤振临界风速的估算 4．3 结论
概述： 大门大桥推荐方案采用双塔双索面混凝土斜拉桥，跨度布置为 135+316+ 135=586m，主跨主梁为 形断面，主塔为倒Y形索塔。在进行初步设计的过程中需要对主桥推荐方案的抗风、抗震性能进行分析。本报告对推荐方案的抗风稳定性进行分析。 分析的必要性 大桥在施工和运营期间，需满足12级以上台风、风速分别为33.3m/s 和35.9m/s下的稳定性要求。由于缺乏桥区处风速观测资料，报告中设计风速采用的是《公路桥梁抗风设计规范》附表A中温州市的10m高设计基准风速。 由于桥址处无论是10m平均最大风速，还是瞬时最大风速均较大，而主桥推荐方案有“塔高、跨大”的特点，因此，主桥方案斜拉桥结构的抗风稳定性检算是必需的。 结论 利用ANSYS软件对推荐方案的相关环节进行相应分析，得出如下结论：结构的抗风稳定性等级为Ⅰ级，成桥状态和施工状态的主梁的颤振临界风速大于主梁的颤振检验风速，满足抗风稳定性要求。 1．采用规范及参考依据 1.1 中华人民共和国交通部部标准《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 1.2 中华人民共和国推荐性行业标准《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T D60-01-2004）
1.3 中华人民共和国交通部部标准《公路斜拉桥设计规范》（试行） （JTJ027-96） 2．设计基本风速、设计基准风速和主梁颤振检验风速的确定根据《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T D60-01-2004），查得温州地区 距地面以上10米，频率为1/100平均最大风速V 10 =33.8m/s。据《温州市大门大桥工程可行性研究报告》中4.3.7条桥梁抗风、抗震规定标准，大桥在施工和运营期间，需满足12级以上台风、风速分别为33.3m/s和35.9m/s下的稳定性要求。本报告中场地平均最大风速按后者取值。 桥址地表类别按A类考虑，桥面离水面高度为38.5m，根据《公路桥梁 抗风设计规范》式3.2.5-1，计算得K 1 =1.38，由此，求得本桥运营阶段的 设计基本风速V d =K1·V 10 =49.542m/s。 对于施工阶段，设计基准风速V D S=45.954m/s。 根据《公路桥梁抗风设计规范》第6.3.8条，主梁成桥状态颤振检验风速 [V cr ]=1.2·μ F ·V d =1.2×1.3068×49.542=77.69m/s。 主梁施工阶段颤振检验风速 [V s cr ]= 1.2·μ f ·V D S=1.2×1.3068×39.181=72.05m/s。 3．结构动力特性分析 3．1 计算图式 本方案的抗风稳定性分析中，梁、塔、墩采用梁单元建模，索采用单向受拉杆单元建模。 考虑到主梁为带实心边梁板式开口断面，其自由扭转刚度较小，若按
桥梁抗风性能仿真结果的分析
CFD-VIEW对桥梁抗风性能仿真结果的分析 一、CFD-VIEW的界面介绍 1、通过CFD-ACE打开CFD-VIEW软件。 通过ACE进行方针计算后，可打开相应的VIEW进行后处理。找到ACE菜单栏中的按钮，点击则会登陆CED-VIEW软件。 图1.1.1 CFD-ACE菜单栏 打开CFD-VIEW，其界面如图1.1.2所示。 图1.1.2 CFD-VIEW工作界面视图 二、桥梁抗风仿真问题简述 本计算实例为重型支援桥假设时三个阶段的风桥耦合仿真。其模型结构如图所示：
图2.1位重型支援桥某工作状态模型 前期使用GEOM软件进行模型建立，网格划分等工作，并把此计算案例分为三个域进行计算：1号域为桥体本身；2号域为桥体附近的空气流域；3号域为桥体远方的空气流域。为了提高计算效率以及计算精确度，则需要在1号和2号域中网格相比3号域中更为精密。下图为三个域的示意图。 图2.2 域1 和域2示意图 其中如图1.2所示，实体桥结构内部为1号域，桥体周围的立方六面体（紫色六面体）到桥表面之间的空间为2号域。
图2.3 3号域示意图 3号域为最大的立方六面体到中间的立方六面体之间的空间。 通过CFD-ACE软件进行相关设置加载计算，最后需通过CFD-VIEW软件进行后处理，分析计算结果。 三、桥梁抗风仿真结果后处理操作过程 1、读取计算结果的数据 选择File菜单，点击Select Files for Animation，选择相应计算结果的DTF 扩展名的文件。 图3.1.1 读取数据结果 读取文件后，可在三维视窗中查看三维模型，在对象列表中查看所有计算域 和边界。
常见桥型抗风性能综述
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/ca7947949.html, 常见桥型抗风性能综述 作者：刘芝宾 来源：《建筑工程技术与设计》2015年第16期 【摘要】介绍了连续刚构桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥抗风性能的研究现状，阐述了宜宾长江大桥斜拉桥等多座桥梁的抗风性能研究方法及研究成果，以使桥梁的抗风研究有更大的发展。 关键词：抗风性能；风洞试验；风致振动 气流绕过一般非流线型外形的桥梁结构时，会产生涡旋和流动的分离，形成复杂的空气作用力。当桥梁结构的刚度较大时，结构保持静止不动，这种空气作用力只相当于静力作用；当桥梁结构的刚度较小时，结构振动得到激发，这时空气力不仅具有静力作用，而且具有动力作用。在过去相当长的时间内，人们把风对结构的作用仅仅看成是一种由定常风所引起的静力作用，1940年秋，美国华盛顿州建成才4个月的塔科马（Tacoma）悬索桥在不到20m/s的8级 大风作用下发生强烈的风致振动——反对称扭转振动而导致桥面折断和桥面坍塌，这才开始了以风致振动为重点的桥梁抗风研究。 1 常见桥型抗风性能研究现状 1.1 连续刚构桥 大跨度刚构桥由于其施工和造价上的优势成为一种很有竞争力的桥型。但由于其上部结构悬臂 施工长度大、自重大，墩体又常采用薄壁墩，其最大双悬臂状态的振动频率往往较低，因而风致振动和风致结构内力就成为桥梁设计、施工者们十分关心的问题。 韩万水等人采用离散涡（DVM）及风洞测力方法，确定主梁静气动力系数；采用抖振时域方法，计算最大双悬臂状态时的抖振响应。与风洞试验结果进行对比分析。计算中阻尼系数由气弹模型实测阻尼比确定；由于气弹模型设计中阻尼比相似不能够实现，故修正计算结果，探讨阻尼比对抖振响应的影响；最后采用两种抗风分析方法———阵风系数法和抖振时域分析法，分别对结构进行分析计算。实例分析的计算结果表明，按阵风系数法得到的横桥向响 。 应偏于保守。 1.2 拱桥
《公路桥梁抗风设计规范》概要
《公路桥梁抗风设计规范》概要 及大跨桥梁的抗风对策 项海帆陈艾荣 摘要：随着我国桥梁工程的不断发展，迫切需要编制适合我国国情的《公路桥梁抗风设计规范》。本文介绍了该规范编制中的几个主要问题，其中包括基本风速图和风压图、风荷载的表达方式、桥梁动力稳定性检验和风洞试验要求等，此外，还讨论了大跨桥梁成桥和施工阶段的各种抗风对策。 关键词：桥梁抗风、设计规范 0. 前言 1999年10月，江阴长江大桥正式建成通车标志着中国有了第一座超千米的悬索桥，同时也成为世界上能够建造千米级大桥的第六个国家。自从80年代初中国改革开放以来，中国已建成了一百余座各种类型的斜拉桥，成为世界上建造斜拉桥最多的国家。如果把即将于2001年建成的南京长江二桥和福州闽江大桥统计在内，在跨度超过500m的世界斜拉桥中中国的斜拉桥已占有十分重要的地位。1996年我国人民交通出版社出版了我国第一部由同济大学和中交公路规划设计院编写的《公路桥梁抗风设计指南》，几年来已被广泛用于多座大路桥梁的抗风设计中。在此基础上，受交通部的委托，同济大学、中交公路规划设计院、中央气象研究院以及西安公路交通大学针对其中的几个关键问题进行了专题研究，为形成最终的《公路桥梁抗风设计规范》奠定了基础。这几个专题的内容以及通过多次修改形成的报批稿的目录如表1所示。本文将主要介绍该规范编制中的几个主要问题，其中包括基本风速的确定、风荷载的表达方式、桥梁动力稳定性检验和风洞试验要求等 二、全国基本风速图和风压图 基本风速定义为桥梁所在地区的开阔平坦地貌条件下，地面以上10m高度处，100年重现期的10min平均年最大风速。 本次规范编制，采用我国657个基本台站1961年至1995年间自己记录的风速资料，以极值I型分布曲线进行拟合，将基准高度从原来的20m高改为10m 高，并考虑100年重现期，得到相应各气象台站百年一遇的最大风速值。鉴于目前我国有相当多的气象台站，由于近年来城市建设的快速发展，使得台站环境不能满足空旷无遮挡的要求，致使风速记录明显受人为因素的影响而偏小。本次研究，对其部分计算结果参照周围台站的情况予以适当的修正。与此同时，参照国内其他的规范确定基本风压的下限值100年一遇为0.35kN ／m2，50年一遇为0.30kN／m2，10年一遇为0.20kN／m2，相应的基本风速下限分别为24m/s，22m/s和18m／s。全国基本风压图和风速图有如下特点： 1.东南沿海为我国大陆上的最大风压区。风压等值线大致与海岸平行，风压从沿海向内陆递减很快，到达离海岸50km处的风速约为海边风速的75％，到100km处则仅为50％左右，这和造成这一地区大风的主要天气系统--台风
第十三讲 桥梁抗风设计
桥梁及结构风振理论及其控制 ——之第十三讲桥梁抗风设计 主讲教师：葛耀君博士．教授
1、设计风速定义 2、气动参数识别 3、动力特性分析 4、静风性能检验 5、风振性能检验 6、抗风性能改善 7、抗风设计发展
?1.设计风速定义 1.1平均风速 ()()()()果 桥位专门风速仪纪录结计分析气象站历年风速纪录统桥梁和建筑结构不同全国基本风压图方法用三种方法确定参考风速，目前主要采—参考风速离地高度 —地表粗糙度指数 — 3 2 )( 1 R R R R d U z z z U z U αα ????????=
1.2 阵风风速 ()() z U G z U d v g = 1.70.IV III 1.38;II I : . ,G v 类和类和南》《公路桥梁抗风设计指风洞试验确定可按有关规范或风环境阵风因子— 1.3 紊流强度 u w w w u v v v u u I 5.0I U I I 88.0I U I U I =σ==σ=σ=按—按—的数值可按规范确定特征高度—
1.4 脉动风谱 ()()()() )( 416 :) (501200 :22*3/52*谱垂直方向谱水平来流Panofsky f f u n nS Simiu f f u n nS w u +=+= 1.5 相关函数 ()21 ~7 exp , :=Δ??????? ?Δ?=Δλλλγ衰减系数，—空间相对位置坐标 —特征频率 —空间相关性r f U r f r f d
?2. 气动参数识别 2.1 断面流迹显示 2.2 Stroughl 数识别 识别方法 物理风洞试验方法 数值风洞试验方法(CFD 方法) 等压线、等速线、表面粒子(1) 烟雾照相 (2) 数值模拟(1) 尾流涡脱卓越频率测量 (2) CFD 数值模拟计算 U fB S t =
桥梁抗风研究现状
桥梁抗风研究现状 摘要：在全世界经济快速发展的背景下，对交通运输的的方便和速度有了更高的要求，桥梁作为其中的关键部分，迎来了更高的挑战。随着桥梁跨径愈来愈大，桥身更轻，桥梁发生风害的概率升高，防治风害的成为了桥梁设计的一个大的关注点。本文讲述了风致振动对桥梁的影响，及桥梁对防风害的措施。 关键词：桥梁；抗风；方法 THE RESEARCH STATUS BRIDGE WIND RESISTANCE Abstrac t: under the background of rapid economic development in the world, for the convenience and speed of the transportation have higher requirements, bridge as the key part, in the higher challenge. With more and more big bridge spans, bridge and lighter, the probability of wind damage bridge in rise, prevention and control of wind damage of bridge design become a big concern. This article tells the story of the influence of wind induced vibration of bridge, and the measures of bridge for wind hazard all over the world. Keywords: Bridges；wind resistance,；method 1 引言 1940年11月7日美国的跨度853米的Tacoma悬索桥在19m/s的风速下发生剧烈振动而坍塌，这在当时是不可理解的,为了搞清塔可马大桥垮塌的原因,美国华盛顿大学专门建了一座l 2mX30.5m吹风口的大型风洞,以1:50的全桥模型来观测塔可马大桥的风振情况。之后大跨径桥梁抗风研究成为了桥梁研究中的一个关注焦点。在全世界经济快速发展的背景下，对交通运输的的方便和速度有了更高的要求，桥梁作为其中的关键部分，迎来了更高的挑战。随着桥梁跨径愈来愈大，桥身更轻，桥梁发生风害的概率升高，防治风害的成为了桥梁设计的一个大的关注点。纵观悬索桥的发展历史，其起源于中国，成熟于美国，革新于英国，进步在日本，普及在中国。在目前为止，悬索桥被公认为跨越能力最大的桥型，建成于1998年的明石海峡大桥的主跨已经达到了1991 m。相比于悬索桥，斜拉桥在200～500m 的跨度内与悬索桥相比有一定的竞争优越性。早期的斜拉桥由于计算方法和手段的缺乏，不能满足工程实际的要求，材料松弛、拉索锚固困难、张拉不足等原因使斜拉桥的设计建设长期未能得到发展，索面体系仅限于稀索。最近几年内，源于计算理论的飞速发展，新材料的开发，施工技术的进步为斜拉桥的发展创造了一定的有利条件。自20世纪末期，随着国内大型桥梁跨度的不断增加，使桥梁抗风问题愈加突出，同济大学最早建立了三维颤振理论，开启了我国桥梁颤振理论研究的开端。进入新世纪以来，随
桥梁抗风与抗震
桥梁抗风与抗震 1. 桥梁抗震 1.1桥梁的震害及破坏机理 调查与分析桥梁的震害及其破坏机理是建立正确的抗震设计方法，采取有效抗震措施的 科学依据。 国内外学者对桥梁震害的调查研究结果表明，桥梁震害主要表现为： (1) 上部结构的破坏：桥梁上部结构本身遭受震害而被毁坏的情形不多，一般都是由于 桥梁结构的其他部位的毁坏而引起的。如落梁，一种是由于弹性设计理论采用毛截面刚度， 这样就会低估横向地震作用和位移。导致活动节点处所设置的支座长度明显不足以及相邻梁 体之间因横向距离不足而引起的相互冲击，造成落梁及相邻结构的撞击破坏；另外一种是由 于地基土的作用造成大的地震位移，这种桥梁震害主要发生在建在软土或者可能液化的地基 土上的桥梁上。软土通常会使结构的振动反应放大，使得落梁的可能性增加。 (2) 支座连接部位的破坏：这中破坏比较常见，由于连接部位的破坏会引起力传递方式 的变化，从而对结构其他部位的抗震产生影响，进一步加重震害。这种破坏是抗震设计中最 关注的问题之一。 (3) 下部结构和基础的破坏：下部结构和基础的严重破坏是引起桥梁倒塌，并在震后难 以修复使用的主要原因。除了地基毁坏的情况，桥梁墩台和基础的震害是由于受到较大的水 平地震力，瞬时反复振动在相对薄弱的截面产生破坏而引起的，从大量震害实例来看，比较 高柔的桥墩多为弯曲破坏，矮粗的桥墩多为剪切型破坏，介于两者之间的为混合型。地基破 坏主要表现为砂土液化，地基失效，基础沉降和不均匀沉降破坏及由于其上承载力和稳定性不够，导致地面产生大变形，地层发生水平滑移，下沉，断裂。 (4) 桥台沉陷，当地震加速度作用时，由于桥台填土与桥台是不完全固结的，桥台填土 的纵向土压力增大，桥梁与桥台之间的冲撞会产生相当大的被动土压力，造成桥台有向桥跨 方向移动的趋势。由于桥面的支撑作用，桥台将发生以桥台顶端为支点的竖向旋转，导致基础破坏。如果桥台基础在液化土上，又将引起桥台垂直沉陷，最终导致桥梁破坏。 以上所介绍桥梁的几种破坏形式是相互影响的，不同的地质条件和不同的抗震措施所造 成的破坏程度和类型往往是不同的。这就要求我们在桥梁设计中尤其是不规则桥梁和大跨度 桥梁，必须从整体分析桥梁的抗震性能。