国家重点基础研究发展计划(2013CB036301)
- 作品数：28 被引量：189H指数：8
- 相关作者：李小珍廖海黎葛耀君王骑刘德军更多>>
- 相关机构：西南交通大学同济大学重庆交通大学更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：交通运输工程建筑科学理学一般工业技术更多>>
- 内倾式双主缆悬索桥动力特性及颤振性能研究被引量：5
- 2016年
- 通过减小主跨为1 708m悬索桥的主缆间距,分析了内倾式双主缆体系的动力特性和颤振性能.动力特性计算发现:减小主缆间距,能在维持竖弯基频的基础上有效提高扭转基频;附加的侧弯-扭转耦合振型在两个自由度上的等效质量均较小,且频率介于竖弯、扭转基频之间.为说明该振型的侧弯-扭转强耦合效应对颤振稳定性的影响,分别基于二维两自由度和三维全自由度状态空间方法对比分析了颤振性能.二维结果显示,小主缆间距时侧弯-扭转耦合振型较常规纯扭振型对颤振更不利;三维分析显示,主缆间距较小时,上述耦合振型参与程度较高,反之,纯扭振型参与较多,同时第二阶竖弯振型作用明显.结果表明:内倾式双主缆体系悬索桥的颤振稳定性受多振型影响,传统二维两自由度分析结果可能不安全,有必要进行三维全自由度颤振分析.
- 夏锦林李珂葛耀君周超
- 关键词：悬索桥动力特性颤振性能
- 扁平箱梁颤振计算公式中联合折减系数的量化研究被引量：6
- 2019年
- 扁平箱梁已广泛应用于大跨度桥梁的主梁设计中,其颤振性能通常会借助物理和数值风洞的方法获得,测试周期长、费用高。尽管采用颤振计算公式可以简便计算扁平箱梁的颤振临界风速,但当前公式中未考虑扁平箱梁气动外形和来流攻角的具体影响,计算误差较大,无法用于实际工程设计。为了提升颤振计算公式中联合折减系数的准确度,利用节段模型风洞试验开展气动外形和风攻角对扁平箱梁颤振性能影响的研究。在分析各种气动构件和外形参数对扁平箱梁颤振性能的影响后,确定以斜腹板倾角和宽高比为气动外形变量,设计制作3组12个节段模型,分别在5个风攻角下测试了有栏杆扁平箱梁的颤振性能。在此基础上,根据节段模型风洞试验获得的颤振临界风速,结合弯扭耦合颤振闭合解计算公式,量化了气动外形和风攻角变化对扁平箱梁颤振的影响,给出不同条件下扁平箱梁颤振计算公式中的联合折减系数。最后,基于实际桥梁的颤振临界风速算例,验证利用联合折减系数计算颤振临界风速的准确性和适用性。研究结果表明:在0°风攻角和正风攻角下,当扁平箱梁的宽高比分别为11,9时,斜腹板倾角的减小有利于颤振临界风速提高,宽高比为7时,斜腹板倾角对颤振临界风速没有影响;在负风攻角下,3组宽高比模型斜腹板倾角的减小均会引起扁平箱梁颤振临界风速的降低;联合折减系数与扁平箱梁截面的颤振性能正相关,可直接反映其颤振性能,相对于目前《公路桥梁抗风设计规范》中扁平箱梁颤振临界风速计算时的固定折减系数,该系数能够具体和准确反映气动外形和风攻角对扁平箱梁颤振的影响,可以结合颤振计算公式快速、准确地计算出大跨度桥梁颤振临界风速。
- 廖海黎闫雨轩王骑王骑
- 关键词：桥梁工程风洞试验气动外形颤振
- 振幅对流线型箱梁自激气动力的影响被引量：6
- 2017年
- 研究了强迫振动振幅对流线型箱梁断面自激气动力的影响。采用1∶70的刚性节段模型开展了测压试验,获得了不同迎角的模型断面在不同振幅下的气动压力和分布,探讨了气动力特性。试验中的扭转振幅范围为2°~16°,竖向振幅范围为5~23mm,来流迎角分别为0°和±5°。测试结果表明,在迎角α=0°条件下,当扭转振幅At≤8°,或竖向约化振幅Av/D≤0.46时,自激气动力的线性谐波占整体气动力的比例在95%以上,没有明显的高次谐波分量。当扭转振幅At>8°,来流迎角为+5°时,自激气动力的线性谐波比例可降低到75%,高次谐波的比例可达到25%。扭转振幅对颤振导数A_2~*、A_3~*、H_2~*均存在显著的影响,但竖向振幅仅对H_4~*存在一定的影响。由此得出,尽管颤振导数随振幅的改变是非线性的,但在一定条件下(如8°扭转角以内),气动力本身不含有明显的高次谐波分量。
- 熊龙王骑廖海黎李明水
- 关键词：非线性颤振导数
- 列车荷载作用下矮塔斜拉桥索梁振动的相关性被引量：5
- 2015年
- 为探讨不同列车速度下矮塔斜拉桥斜拉索振动与桥梁整体振动之间的相关性,基于列车-线路-桥梁耦合振动理论与动力学模型,以某主跨115 m＋95 m的铁路矮塔斜拉桥为工程背景,考虑斜拉索与桥梁整体结构之间的相互作用,通过数值积分得到梁体、桥塔振动响应以及斜拉索局部振动响应.结果表明：列车荷载作用下索梁振动相关性问题实质上是一个能量传递过程,当拉索端点位移激励频率与其自振频率接近时,能量易于在索梁间传递;当列车以225~350 km/h的设计时速通过桥梁、列车荷载的激励频率与斜拉索自振频率接近时,斜拉索在外激励作用下会产生共振,但共振幅值不大（斜拉索局部振动幅值小于3 mm）.
- 李小珍刘桢杰辛莉峰刘德军
- 关键词：铁路矮塔斜拉桥
- 附加变形对沪通长江大桥行车性能影响被引量：7
- 2016年
- 研究目的:以沪通铁路公铁两用长江大桥主桥为背景,通过在车线桥耦合振动分析中将上层高速公路活载作用及温度作用产生的附加变形叠加到轨道不平顺中,考虑附加变形曲线对铁路列车通行的影响。通过对比各附加变形工况下的车桥系统动力响应指标,来评价附加变形曲线对此类桥梁的行车性能影响。研究结论:(1)桥梁的横向位移在公路活载附加变形下几乎没有变化,而在温差附加变形下由6.453 mm增加到7.332 mm,增幅约14%;(2)桥梁的竖向位移在各种附加变形下几乎没有改变;(3)在各种附加变形下,列车的脱轨系数、轮重减载率、竖向及横向加速度,以及平稳性指标几乎没有变化,但在10℃温差作用下的轮轨力由18.552 kN增加到19.371 kN;(4)本研究成果可为千米级超大跨度公铁两用斜拉桥的设计提供参考。
- 李小珍肖军刘德军刘桢杰
- 关键词：超大跨度斜拉桥
- 非一致地震激励下列车—轨道—桥梁耦合振动及行车安全性研究被引量：8
- 2014年
- 地震在影响桥梁结构本身安全性的同时，还会威胁其上列车的行车安全。对于高速铁路桥梁，除需满足桥梁抗震之外，还应确保地震时过桥车辆的行车安全性。理论研究和震害经验都表明，地震动具有空间变异性，包括行波效应、失相干效应、局部场地效应和衰减效应。因此，针对高速铁路桥梁，开展非一致地震激励下的列车一轨道一桥梁耦合振动及桥上列车的行车安全性研究，主要研究内容和结论如下。
- 雷虎军李小珍
- 关键词：高速铁路行波效应大质量法行车安全性
- 振幅对5:1矩形断面非线性自激气动力的影响被引量：3
- 2019年
- 宽高比为5∶1矩形断面的非线性自激气动力研究作为钝体空气动力学的基础性和前沿性研究,对钝体断面的非线性气动弹性行为分析有着重要的意义.采用节段模型强迫振动风洞试验,结合模型表面同步测压技术,分析了振幅对宽高比为5∶1矩形试验断面自激气动力频谱特性和表面压力分布特性的影响,并借助本征正交分解分析了模型表面压力的模态特征函数,进而探讨了非线性气动力产生的流动机理.试验及分析结果表明:5∶1矩形断面自激气动力的高次谐波分量仅在振幅不小于8°的扭转运动下显著,但线性分量随着振幅增加呈非线性变化;在竖向运动或在小于8°的扭转运动下,模型表面分离再附点位置靠近后缘且在一个周期内保持稳定,对应的压力模态为一阶对称分布,表明此时气动力仅由单一频率的主涡决定;在大于等于8°的扭转运动下,一个周期内模型表面的分离再附点位置主要集中在前缘,对应的压力模态中也同时出现了对称分布的第1阶和反对称分布的第2和第3阶,表明此时出现了多个不同频率的主要旋涡,而频率高于运动频率的二次涡主导了高阶模态,并由此产生了气动力的高次谐波分量.
- 林思源廖海黎王骑王骑
- 关键词：矩形断面振幅本征正交分解
- 不同风障形式下桥梁断面行车风环境及颤振性能被引量：10
- 2017年
- 为研究不同形式风障下的桥面风环境和结构颤振性能,以主跨为918 m的单箱悬索桥为对象,首先结合CFD数值模拟,比较3种风障下风速剖面及侧风折减系数的变化规律,进一步选取带椭圆形风障的主梁断面和无风障的原始断面开展节段模型颤振和测力风洞试验,分别对比研究风障对颤振临界风速和静力三分力系数的影响,最后借助二维三自由度方法分析设置风障前后的颤振发散驱动的变化.结果表明:设置风障能有效地降低行车高度内的平均风速,改善桥面风环境;在对比方案中,矩形断面的侧风折减效果最佳,而椭圆形风障对于侧风的折减效果可接受,且阻力系数小于其他形式;设置椭圆形风障后断面的阻力系数较原始断面提高明显,颤振临界风速小幅度的提高,断面颤振发散机理发生显著变化.
- 夏锦林李珂葛耀君曹丰产
- 关键词：颤振性能三分力系数
- 基于浸入式边界方法的串联双矩形柱绕流数值模拟被引量：4
- 2014年
- 基于浸入式边界算法(Virtual Boundary Method)中力源反馈边界的思想,改进其原有内部流体处理方法以减少计算耗费,并结合非等间距网格以便工程应用计算,模拟雷诺数范围内(Re=200—103)串联双矩形柱绕流,研究表明:Re=200—300时,前柱尾流涡脱处于双剪切层控制阶段;柱间涡街为Karman类涡街,在小间距条件下被抑制,形成涡环;前柱对后柱屏蔽效应体现为后柱阻力系数远小于前柱;临界间距时柱间涡街充分发展,后柱阻力系数等气动参数亦在此发生跃升,但仍小于前柱值;随雷诺数升高,尾流涡街尺寸缩小,临界间距及跃升幅度变小.Re=400时,前柱尾流涡脱进入冲击剪切层控制阶段,阻力系数不再呈现规律性振荡;此后随雷诺数升高,冲击剪切层逐步完善,前柱流动分离使其表面产生更多附着涡,导致尾流旋涡尺寸进一步减小,屏蔽效应消失,涡脱更为剧烈,进而对后柱产生脉动冲击效应;适当间距比条件下此类脉动冲击效应使得后柱阻力系数发生跃升,并略高于前柱.
- 杨青曹曙阳刘十一
- 关键词：屏蔽效应
- 浸入边界算法对二维方柱绕流数值模拟
- 2014年
- 目的研究浸入边界算法在传统CFD领域中的应用,改善内部流场处理方法及壁面处理措施.方法采用适用于刚性边界的浸入边界算法(Virtual Boundary Method),结合时间分步法和交错网格编写出流场计算程序,开展算法模型细节分析及不同雷诺数下二维方柱绕流的数值模拟.结果仅采用双线性插值而忽略内部流场拟化出的物体边界速度收敛至10-7.反馈系数形成的边界能够隔绝内外流场,并使内部流体处于衰减状态;不同雷诺数时方柱绕流流场结构同其他文献相同,不同工况所得气动力参数变化规律均能较好地吻合同类文献数据;壁面处理措施使气动力计算误差降低至10-3.结论 3种工况所得数据均能较好地吻合过往文献所得气动力系数变化规律,在均匀网格下采用壁面处理后的气动力系数虽然更接近于其他参考数据,但不能成为其能够修正壁面流动参数使其得到合理分布的充分依据.均匀网格所造成的近壁面流动特征捕捉缺失亦可能是造成数据差异的原因,且反映此问题的数据差异变化规律亦能在其他文献得到体现,进一步从数值精度方面验证了浸入边界算法程序的模拟能力.
- 杨青曹曙阳王通
- 关键词：内部流场双线性插值
