桥梁抗风抗震复习

1震级:一次地震释放能量大小的度量。烈度：地震对地表及工程结构影响的强弱程度

2桥梁抗震设防的合理安全度原则——寻找经济与安全之间的合理平衡，既要使震前用于抗震设防的经济投入不超过当前的经济能力，又要使地震中经过抗震设计的桥梁的破坏程度限制在人们可以承受的范围内。确定桥梁工程的抗震设防标准时，一般应考虑以下三方面因素：根据桥梁的重要性程度确定该结构的设计基准期；地震破坏后，桥梁结构功能丧失可能引起次生灾害的损失；建设单位所能承担抗震防灾的最大经济能力。3结构地震振动方程：

4地震力理论也称地震作用理论，研究地震时地面运动对结构物产生的动态效果。地震力研究：1确定性地震力理论（以地震运动为确定运动）2概率性地震理论（以地震运动为随机运动）

5桥梁抗震设计的任务，是选择合理的结构形式，并为结构提供较强的抗震能力，具体包括以下三个方面：正确选择能够有效地抵抗地震作用的结构形式；合理地分配结构的刚度、质量和阻尼等动力参数，以便最大限度地利用构件和材料的承载和变形能力；正确估计地震可能对结构造成的破坏，以便通过结构、构造和其它抗震措施，使损失控制在限定的范围内。

6桥梁抗震概念设计阶段的主要任务是选择良好的抗震结构体系，从抗震的角度来看，理想的桥梁结构体系布置应是：从几何线形上看：是直桥，而且各墩高度相差不大。弯桥或斜桥会使地震反应复杂化，而墩高不等则导致桥墩刚度不等，从而造成地震惯性力的分配不均匀，对整体结构的抗震不利。从结构布局上看：上部结构是连续的，伸缩缝尽可能少；桥梁保持小跨径；在多个桥墩上布置弹性支座；各个桥墩的强度和刚度在各个方向都相同；基础是建造在坚硬的场地上。要求上部结构是连续的，并尽可能少用伸缩缝，主要是为了避免出现落梁。象简支梁以及使用挂梁的桥梁，相对容易落梁，在地震区使用时应考虑采用防止落梁的构造和装置。要求桥梁保持小跨径，主要是希望桥墩承受的轴压水平较低，从而可以获得更佳的延性。要求弹性支座布置在多个桥墩上，目的是为了把地震力分散到更多的桥墩。

7延性：材料、构件或结构的延性，通常定义为在初始强度没有明显退化情况下的非弹性变形能力。延性指标：（1）曲率延性系数：钢筋混凝土延性构件的非弹性变形能力，来自塑性铰区截面的塑性转动能力，因此可以采用截面的曲率延性系数来反映。曲率延性系数定义为截面的极限曲率与屈服曲率之比，即：

式中，φ y和u分别表示塑性铰区截面的屈服曲率和极限曲率。（2）位移延性系数：钢筋混凝土构件的位移延性系数定义为构件的极限位移与屈服位移之比，即：式中，y和u分别表

示延性构件的屈服位移和极限位移。

8延性对桥梁抗震的意义：(1) 从变形的角度：从变形的角度看，地震造成结构损坏的原因，在于它激起的变形超出了结构的弹性极限变形；同样，地震造成结构倒塌的原因，在于它激起的反复的弹塑性变形循环，超出了结构的滞回延性。通过设计，使结构具有能够适应大地震激起的反复的弹塑性变形循环的滞回延性，则结构在遭遇设计预期的大地震时，尽管可能严重损坏，但结构抗震设防的最低目标——免于倒塌破坏却始终能得到保证。这种思想即为延性抗震设计的基本思想。(2)从能量的角度：从能量的观点看，结构延性抗震设计的基本原理，是将结构部分构件设计成具有较好的滞回延性，在预期的地震动作用下，通过延性构件发生的反复弹塑性变形循环耗散掉大量的地震输入能量，从而保证结构的抗震安全。

9减隔震技术的工作机理有三条：采用柔性支承延长结构周期，减小结构地震反应；采用阻尼器式能量耗散元件，限制结构位移；保证结构在正常使用荷载作用下具有足够的刚度。

10减震是利用特制的减震构件或装置，使之在强震时率先进入塑性区，产生大阻尼，大量消耗进入结构体系的能量，隔振则是利用隔震体系设法阻止地震能量进入主体结构

11减隔震技术与延性抗震设计的比较：从抗震原理上看，减隔震技术与延性抗震设计是类似的。两者都是通过延长周期以避开地震能量集中的周期范围，并且增大阻尼以耗散能量来达到减小地震反应的目的。但在具体实施的方法上，却有很大的不同。主要表现在以下两个方面：延性抗震设计允许很大的地震能量从地面传递到结构的重要构件上，设计考虑的是如何为结构提供抵抗地震的能力。减隔震技术的基本目的就是要大大减小传递到结构重要构件上的地震能量，而将这一地震能量转移到减隔震装置上。延性抗震设计要求选定结构构件的特定部位（如梁桥桥墩墩底）屈服，并形成塑性铰以降低刚度延长周期，同时利用塑性铰的滞回特性提供耗能能力（相当于增大阻尼）。因此，结构构件的损伤是不可避免的，震后的修复工作比较麻烦。减隔震技术通过设置减隔震装置来延长周期，并增大阻尼以耗散能量。因此，可以避免结构构件的损伤，而减隔震装置发生损伤时，替换比较简单。12风效应研究内容：风环境，风荷载，结构响应。

13桥梁风致振动的减震措施(1)空气动力学措施：引起桥梁振动的风荷载的性质与桥梁结构的外形有非常密切的关系。在不改变桥梁结构与使用性能的前提下,适当改变桥梁的外形布置或者附加一些导流装置，往往可以减轻桥梁的风致振动。常见的行之有效的措施主要有：加装风嘴、导流板、稳定板等。其作用是使主梁断面接近流线型，避免或推迟漩涡脱落的发生，增大主梁竖向振动的空气阻尼。近年还有人研究将导流板做成可变结构，通过主动控制手段来提高减振效果。对主梁附属装置如人行道、栏杆、防撞栏杆、检修车轨道等的位置和形状作适当调整，以改善主梁的空气动力学特性。在斜拉索的表面制造凹痕或者螺旋线，可以减轻拉索风雨振的程度。(2)机械减振措施阻尼器，如TMD。

14粘性：施加于物体的应力和由此产生的变形速率以一定关系联系起来的一种宏观属性

15流体运动的速度分解和运动分类：以运动形式为标准对流体的任一速度场，运用场论理论总可以将流体微团的速度分解为平动、转动与变形三部分之和。描述平动的特征量是平动速度；描述转动的特征量是速度场的旋度，又称为涡旋矢量；描述变形的特征量是变形速度张量。如果在整个流场中处处旋度都为零，则此运动称为无旋运动，反之称为有旋运动。

以时间为标准流场与时间无关而始终不变的称为定常运动，反之称为不定常运动。定常流动又称为层流或平滑流；非定常运动又称为湍流或紊流。

以空间为标准流场只依赖于一个空间坐标的称为一维运动或一维流场；依赖于两个空间坐标的称为二维运动；依赖于三个空间坐标的是三维运动。

16边界层：空气和水的粘性很小，在一般流动中可以忽略。但是在靠近物体表面处，粘性是不可忽略的，物体表面附近的这一层流场就称为边界层。

17空气动力学与气动弹性力学：如果在考察气流对物体的作用时，物体本身的变形和振动可以忽略，即物体可假定为固定在气流中的刚体，建立在这一假定上的理论称为空气动力学（Aerodynamics）。（刚体）如果考察气流对物体作用时物体本身的变形和振动不可忽略，即物体必须看作是气流中的弹性体，则有关研究就属于气动弹性力学（aeroelasticity）的范畴了。（物体与流体之间的相互影响和作用）18影响自然风的重要因素：大气的吸热性能；大气的压强与温度分布；3气压的水平梯度力—；地球表面对大气的摩擦力，边界层效应19自然风的分类：；热带气旋，台风（飓风）；季风—；地方性风

20风的基本特征：平均风速，紊流强度，紊流尺度。平均风速的高度变化;风剖面。最大风速：平坦地面以上10m高度处10分钟平均风速最大值(年,月或日最大)

21风致静力失稳模式：（1）扭转发散：:缆索承重大跨桥梁（悬索、单索面斜拉），扭转发散的力学计算特点是要充分考虑结构的几何非线性与外荷载非线性，材料非线性通常可忽

略。

（2）侧向屈曲失稳：:大跨度拱桥的主拱，侧向屈曲失稳的力学计算特点是要充分考虑结构的几何与材料非线性，而外荷载非线性表现不强，即静风荷载的变形依赖性不强。

22气动弹性现象（气流力与结构相互作用）—气流中的弹性体自身身发生变形或振动；—改变气体的边界条件；—引起气流力的变化；—使弹性体产生新的变形或振动。气动弹性不稳定：—气流中的结构在某种力的作用下挠曲振动；—初始挠曲又相继引起一系列具有振荡或发散特点的挠曲；—一切气动弹性不稳定现象都必含有因物体运动而作用在物体上的气动力——自激力(Self-excited forces)；—两种最

主要的桥梁结构气动弹性不稳定现象——驰振(Galloping)与颤振(Flutter)

23自激力(Self-excited forces)：一切气动弹性不稳定现象都必含有因物体运动而作用在物体上的气动力24驰振—细长物体因气流自激作用产生的一种纯弯曲大幅振动；—理论上是发散的，即不稳定的；—最先发现于结冰的输电线；—对桥梁结构而言，塔柱、吊杆与拉索有可能出现驰振现象

颤振—最先发现于薄的机翼细长物体；—扭转发散振动或弯扭复合的发散振动；—较宽的桥面扭转效应显著，应保证颤振稳定性

25颤振临界风速与临界状态: 通常情况下，在低风速时，结构处于空气稳定状态，随着风速的增大，颤振导数的变化会逐渐改变气动自激力与振动状态之间的相位差，气流也就从耗散结构能量转变为向结构输送能量，至一定风速后结构状态就转变为动力不稳定状态，颤振也就发生了。由稳定状态转变为不稳定状态的对应风速就称为颤振临界风速。

26抖振现象—结构物自身尾流引起的抖振;—其他结构物特征紊流引起的抖振;—自然风中的脉动成份引起的抖振

桥梁结构在随机风荷载作用下的响应计算—频域法;—时域法

27涡激力:当钝体截面受到均匀流的作用时，截面背后的周期性漩涡脱落将产生周期变化的作用力。28涡激共振是一种带有自激性质的强迫振动—是一种较低风速下发生的有限振幅振动；—只在某一风速区间内发生；—最大振幅对阻尼有很大的依赖性；—涡激响应对断面形状的微小变化很敏感；—涡激振动可以激起弯曲振动，也可以激起扭转振动

29主梁断面气动性能优化(减抗措施)—结构措施（改变刚度、质量）；—气动措施（平板隔流、增加风嘴、增设导流板以及调整检修轨道等辅助设施位置）；—阻尼措施（TMD或TLD）

30拉索振动的类型：—风致振动涡激共振、尾流驰振、驰振、风雨激振；—非风致振动参数振动、内共振

31控制拉索振动的三种措施：—空气动力学措施（改变拉索表面形状）；—结构措施（辅助索）；—机械减振措施（阻尼器）

32颤振—在非定常空气动力作用下，所发生的自激发散振动。类型：1.弯扭二自由度耦合颤振—流线性断面2.扭转单自由度分离流颤振-非流线性断面

驰振—特殊形状的细长结构在临界风速作用下不断从来流中吸取能量而出现的横流向的弯曲单自由度自激振动

涡激共振—绕流钝体结构会发生旋涡的脱落，当其频率接近或等于结构的自持频率时将由此振发出结构的共振

抖振—风速中脉动成分(紊流)所引起的一种强迫振动。类型：1.结构物本身的流动分离产生的紊流引起的振动；2.相邻结构的尾流产生的紊流引起的振动；3.大气来流中的紊流引起的振动

风工程研究内容:建筑结构风工程,桥梁结构风工程车,辆空气动力,环境污染与扩散

风工程研究方法,风洞试验，,CFD，实地观测

风洞的分类

风洞：在按一定要求设计的管道内, 产生可控制气流

进行气动力实验的设备

按风速分：极低速低速亚音速跨音速超音速

(<3m/s) (0.4M) (0.8M) (1.2M) (5.0M)

按工作方式分：回流式(闭口式开口式)

直流式(吸入式吹出式)

按工作面积分：试验段当量直径(风工程用风洞)

大型(d>4m) 中型(1.5m

按用途分：气象、环境、建筑(桥梁)、工业(汽车)、航空(航天)

按功能分：普通、压力、低紊流度、低温、全尺寸、大气边界层

风

1）风的空气动力学定义2）风的成因3）风的种类

描述风特性的主要参数1）风速2）紊流度3）功率谱4）攻角6）积

分尺度

影响风特性主要参数的因素1）大气环境2）地形3）地貌

如何得到风特性1）实测2）气象资料3）数字模拟

自然风特性的实验室模拟被动模拟主动模拟

主梁涡振危害，疲劳破坏，桥面行车舒适度，诱发失稳破坏（高风速区）

特点，在低风速区，区间振动，振幅较小，断面形状密切相关，阻尼大小影响产生制振措施安装TMD 增设气动措施

抖振定义：由风中紊流成份诱发桥梁产生的一种强迫振动。

抖振是一种限幅振动，不会引起结构灾难性的破坏，但其发生频度较高，持久的振动会引起构件疲劳，过大的振幅或加速度可能导致行人不舒适，危及高速行车安全，甚至使构件发生强度破坏。

紊流包括自然大气中的紊流、结构物自身引起的特征紊流以及以由相邻结构物尾流产生的紊流，通常所说的抖振是指由自然大气中的紊流引起的。

自然大气中的紊流可近似看作平稳随机过程，抖振响应可基于随机振动理论进行频域或时域分析。

气动弹性效应，细高、细长结构

定义驰振是具有特殊横截面形状的细长结构物发生的典型的不稳定性振动现象特点1）截面形状为矩形、“D”字形，或一些裹冰电线的有效截面形状2）垂直气流方向的大幅度振荡（振幅为一至十

倍以上横风向截面尺寸）3）振动频率远低于该截面的旋涡脱落频率细长等截面结构可采用葛—登判据判断初始驰振稳定性，并可求出驰振临界风速

大跨度桥梁主梁无发生横风向驰振的报道，宽高比较小的箱梁及矩形高塔可能发生驰振

抵抗驰振的几种方法

提高、改善抗风能力的措施

风致振动控制措施

结构措施：增加结构的总体刚度，如质量、中央扣、辅助索

气动措施：改善桥梁结构的绕流特性，从而减小激振外力，

如开敞式桥面、风嘴、中央稳定板、导流板、

拉索的表面加工

机械措施：附加阻尼提高气动稳定性或降低风振响应，

如阻尼器（调谐式和非调谐式）

地震震级与地震烈度既有区别，又有联系。

一次地震中，震级是唯一的，而地震烈度却在不同地区有不同烈

度。

一般认为：当环境条件相同时，震级愈高，震源愈浅，震中距愈小，地震烈度愈高。

国将地震烈度分为十二度。根据使用特点的需要，将地震烈度划分为：基本烈度、建筑场地烈度及设计烈度三种。

基本烈度是指该地区在一百年内能普遍遭受的最大地震烈度。建筑场地烈度是指在建筑场地范围内，由于地质条件、地形地貌条件及水文地质条件不同而引起对基本烈度的提高或降低。

设计烈度是指抗震设计中实际采用的烈度。它是根据建筑物的重要性，永久性、抗震性及经济性等的需要对基本烈度的调整。

震害分析表明，引起桥梁震害的原因主要有四个：

所发生的地震强度超过了设防标准；

桥梁场地对抗震不利，地震引起地基失效或地基变形；

桥梁结构设计、施工错误；

桥梁结构本身抗震能力不足。

震害分类：

（1）支承连接部件失效：在地震中，如果支承连接部件失效，桥梁结构就会丧失整体性，原来的传力途径失效，计算简图不再明确。更为严重的是，上部结构可能与下部结构脱开，导致梁体坠毁。而落梁的强烈冲击力又可能使下部结构遭受严重的破坏。

支承连接部件失效一般始于支座破坏。支座一般分为固定支座和活动支座。固定支座破坏主要表现为支座与梁的连接构件，支座部件，以

及墩台上的锚固构件破坏，是强度不足引起的。而活动支座的破坏主要是支座位移超出了允许范围（脱落），是由于支座的位移能力不足引起的。支座破坏之后，上部结构和下部结构之间将产生更大的相对位移。在设有伸缩装置的部位，如果设计低估了这一相对位移，在墩、台顶，以及挂梁支承牛腿处设置的支承面太窄，又没有可靠的约束装置，就有可能产生落梁。

震害调查发现，软土地基中常用的桩基础，有不少震害是由于桩基自身设计强度的不足或构造处理不当引起的。由于桩基震害有极大的隐蔽性，震后不易发现，而且修复比较困难。所以，一般通过给桩基提供足够的强度，最大限度地防止桩基出现破坏。另外，需要重视构造设计，如加强桩顶与承台联结构造措施，延长桩基深入稳定土层的长度等等。

钢筋混凝土桥墩的破坏主要源于设计和构造两方面的缺陷，包括：

墩柱设计延性不足：主要是横向约束箍筋配置不足；

墩柱设计抗剪强度不足：主要也是横向约束箍筋配置不足，致使脆性的剪切破坏先于延性的弯曲破坏出现；

框架墩节点设计剪切强度不足：主要是框架墩的节点配筋不足；

构造缺陷：主要包括：横向约束箍筋数量不足和间距过大，不足以约束混凝土和防止纵向受压钢筋屈曲；纵向钢筋焊接强度不够或搭接失效；纵筋在桥墩中过早切断；纵向钢筋和横向箍筋锚固长度不足；箍筋端部没有作成弯钩等。这些构造缺陷，往往使得桥墩的强度和延

性达不到预期的设计要求。

总结桥梁震害教训，可以得到以下一些关于桥梁抗震设计的启示：要重视桥梁结构的总体设计，选择较理想的抗震结构体系；

要重视延性抗震，并且必须避免出现脆性破坏；

要重视结构的局部构造设计，避免出现构造缺陷；

要重视桥梁支承连接部位的抗震设计，同时开发有效的防止落梁装置。

对复杂桥梁（斜弯桥、高墩桥梁或墩刚度变化很大的桥梁），应进行空间动力时程分析；

要重视采用减隔震技术提高结构的抗震能力。

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

结构抗风抗震感想

结构抗风抗震感想 结构抗风抗震是个庞大的学科，但最主要的是桥梁抗风与抗震，桥梁抗风抗震无论是在中国还是在国外，都有着一定的发展历史，长期的发展历程。整个世界每天都在改变，而桥梁抗风抗震也随科学的进步而发展。力学的发现，材料的更新，不断有更多的科学技术引入桥梁中。以前只能建在小的地方的桥，现在不仅可以建各种类型的大跨度桥，更要追求美观，不同的思想，不同的科学，推动了桥梁抗风抗震的发展，使其更加完美的融入结构抗风抗震中。 结构抗风抗震也是一门古老的学科，它已经取得了巨大的成就，未来的桥梁抗风抗震将在人们的桥梁建设生活中占据更重要的地位。这是一门需要心平气和和极大的耐心和细心的专业。因为成千上万，甚至几十万根线条要把桥梁的每一处结构清楚的反映出来。没有一个平和的心态，做什么事情都只是浮在表面上，对任何一座桥梁的结构，对要从事的事业便不可能有一个清晰、准确和深刻的认识，这自然是不行的。从事这个行业，可能没有挑灯夜战的勇气，没有不达目的不罢休的精神，只会被同行所淘汰。这是一个需要责任感和爱心的行业。要有一颗负责的心——我一人之命在我手，千万人之命在我手。既然选择了桥梁抗风抗震建设，就应该踏踏实实的肩负起这个责任。这更是一个不断追求完美的行业。金字塔，壮观吧；长城，雄伟吧......但如果没有一代又一代人的不断追求，今天的我们或许还用那种最古老的办法来造这同样的桥梁建筑。设计一座桥梁的结构是很繁，但是这都是经历了数个世纪的涤荡，经过不断的积累，不断改良，不断创新所得到的。而且这样的追求，绝不局限于过去。试想，如果设计一座桥梁能够像计算一加一等于二一样简单而易于掌握，那何了而不为呢？因此，桥梁抗风抗震大师总是在不断的求索中。一个最简单的结构，最少的耗费，最大的功用。选择研究桥梁抗风抗震，选择了一条踏实勤奋，不断创新，追求完美的道路。随着人们生活的水平的不断提高，人们对自己所处的地球空间已经不仅仅单纯从数量上提出更高的要求，而且从速度上也提了更高的要求，要求快速，有一定抗风险能力。这就需要对桥梁进行必要的加固。如果说桥梁主体工程构成了桥梁的骨架，那么装饰后的桥梁抗风减震则成了有血有肉的有机体，最终以丰富的，完善的面貌出现在人们的面前，最佳的桥梁抗风抗震应该充分体现各种材料的有关特性，结合现有的施工技术，最有效的手法，来达到构思所要表达的效果。桥梁设

大门大桥抗风分析报告

大门大桥抗风分析报告

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 =33.8m/s。据《温州市大门大桥面以上10米，频率为1/100平均最大风速V 10 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。

《公路桥梁抗风设计规范》概要及大跨桥梁的抗风对策

《公路桥梁抗风设计规范》概要及大跨桥梁的抗风对策 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--台风有关。在这一区域内，大致有三个特大风压带，即湛江以南至海南沿海地区、广东沿海地区以及浙江到福建省中部沿海地带，百年一遇风压在0.90kN／m2（38m/s）以上。由于台湾岛对台风屏障作用，福建南部的风压有所减弱。 2.西北至华北北部和东北中部为我国大陆上风压的次大区。这一地区的大风主要与西伯利亚寒流引起强冷空气活动有关，等风压线梯度由北向南递减。 3.青藏高原为风压较大区。这一地区大风主要是因海拔高度较高所造成的。但该区空气密度较小，因此，虽然风速很大，但所形成的风压相对较小。从风压图和风速图的对比中可以反映出这一特点。 4.云贵高原、长江中游以及南丘陵山区风压较小，特别是在四川中部、贵州、湘西和鄂西为我国风压最小的区域。大部分地区风压在0.4kN/m2（25m／s）以下。 5.台湾、海南岛和南海诸岛的风压各自独立成区，台湾是我国风压最大的地区。据分析,其东部沿海风压可

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

《桥梁抗风抗震》复习资料

1、震级和烈度：震级指一次地震释放能量的大小。烈度指地震对地表及工程结构影响的强弱程度。 2、烈度影响因素：震源M、传播途径与震中距R、场地条件S、其它。 3、桥梁震害的原因：①地震强度。②场地情况。③认为错误。④结构地震易损性。 4、桥梁震害的形成：①地基失效引起的破坏。②结构强振引起的破坏。 5、桥梁震害的类型：①墩柱的弯曲破坏。②墩柱的剪切破坏。③墩柱的基脚破坏。 6、三级设防思想：小震不坏，中震可修，大震不倒。 7、确定抗震设防标准应考虑的因素：①根据桥梁的重要性程度确定该结构的设计基准期； ②地震破坏后，桥梁结构功能丧失可能引起次生灾害的损失；③建设单位所能承担抗震防灾的最大经济能力。 8、预期地震出现概率的另一种表达方式：①地震超越概率：定场地在未来一定时间内遭遇到大于或等于给定地震的概率，以年超越概率或设计基准期超越概率表示;②地震重现期：定场地重复出现大于或等于给定地震的平均时间间隔。 9、《公路工程抗震设计规范》：单一水准的抗震设防思想；《城市桥梁抗震设计规范》：三级设防思想。 10、分析和认识桥梁结构的自振周期、振型和阻尼比这些动力特性的重要意义：桥梁结构的自振周期和地震动卓越（主要）周期越接近，它的振型接受到地震力的影响越大；而结构的阻尼比越小，结构所受的震害也越大。分析和认识桥梁结构的自振周期、振型和阻尼比这些动力特性的重要意义就在于此。 11、地震力理论：也称地震作用理论，研究地震时地面运动对结构物产生的动态效果。 12、确定性地震力计算方法：①静力法。②动力反应谱法。③动态时程分析法。 13、动态时程分析法：精细分析方法，用于重要、复杂、的大跨桥梁抗震计算。 14、动态时程分析法步骤：①选定合适的地震动输入（地震动加速度时程）；②采用多节点多自由度的结构有限元动力计算模型建立地震振动方程；③采用逐步积分法对方程进行求解，计算地震过程中每一瞬时结构的位移、速度和加速度反应；④分析出结构在地震作用下弹性和非弹性阶段的内力变化以及构件逐步开裂、损坏直至倒塌的全过程。 15、桥梁抗震设计的任务：是选择合理的结构形式，并为结构提供较强的抗震能力，具体包括以下三个方面：①正确选择能够有效地抵抗地震作用的结构形式；②合理地分配结构的刚度、质量和阻尼等动力参数，以便最大限度地利用构件和材料的承载和变形能力；③正确估计地震可能对结构造成的破坏，以便通过结构、构造和其它抗震措施，使损失控制在限定的范围内。 16、抗震概念设计：是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计原则和设计思想，正确地解决结构总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。合理的抗震设计，要求设计出来的结构，在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合，使结构能够经济地实现抗震设防的目标。 17、理想的桥梁结构体系布置应是：①从几何线形上看：是直桥，而且各墩高度相差不大。 ②从结构布局上看：上部结构是连续的，伸缩缝尽可能少；桥梁保持小跨径；在多个桥墩上布置弹性支座；各个桥墩的强度和刚度在各个方向都相同；基础是建造在坚硬的场地上。 18、进行地震反应分析，正确预测地震对桥梁结构的影响是进行桥梁抗震设计的基础。 19、桥梁结构的地震反应分析是一个抗震动力学问题。动力学问题都具有三个要素，即输入（激励）、系统、输出（反应）。 20、地震动输入是进行结构地震反应分析的依据。结构的地震反应以及破坏与否，除和结构的动力特性、弹塑性变形性质、变形能力有关外，还和地震动的特性（幅值、频谱特性和持续时间）密切相关。

桥梁抗震与抗风设计复习思考题

桥梁抗震与抗风设计复习思考题 一、名词解释：莫霍面，次生灾害，地震危险性，规范反应谱，振型参与质量系数延性，反应谱，地震破坏准则，结构动力时程分析，卓越周期基本风压，抖振，横向屈曲 二、问答题 ⑴ 试说明桥梁抗震设防的合理安全度原则？ ⑵ 试说明振型分解法的基本原理，适用范围？ ⑶ 试说明桥梁结构的地震反应分析所要解决的关键问题是什么？ ⑷ 试说明桥梁结构震害类型、经验教训？ ⑸ 试说明桥梁结构采用减、隔震设计的适用条件和基本原则是什么？⑹ 影响地震动特性的主要因素有哪些？ ⑺ 试述“概念设计”与“数值设计”的关系？ ⑻ 试说明全球主要地震分布带有哪些？ ⑼ 试论述常规的结构抗震设计方法与能力设计方法什么不同? ⑽ 试说明桥梁结构的抗震设防标准 (11)试说明地震类型有哪几种？ (12)试说明决定抗震设防标准的基本因素有哪些？ (13)简述结构的地震破坏准则主要有哪些？ 圍试说明人工合成地震加速度事成的基本方法 (15)桥梁结构的抗震构造设计一般包括几个方面？ (16)能力设计方法的基本思想是什么？ (17)在什么情况下，桥梁结构不是以采用减隔震设计？ (18)试说明设计地震力与延性系数的关系 (19)试说明结构延性设计原理是什么？ (20)是说明桥梁抗风设计的目的是什么？

参考答案 莫霍面：地壳与地幔的分界面 次生灾害：由地震引发的火灾、水灾、有毒物质泄漏和疫病流行等灾害称为。 规范反应谱：大量地震加速度记录输入后绘制得到众多反应谱曲线的基础上，再经过平均与光滑化之后才可以得到供设计使用的规范反应谱。 振型参与质量系数：每个质点质量与其在某一振型中相应坐标乘积之和与该振型的主质量之比。延性：在初始强度没有明显退化情况下的非弹性变形能力。 反应谱：一组具有相同阻尼、不同自振周期的单质点体系，在某一地震动时程作用下的最大反应，为该地震动的反应谱。（反应谱分为加速度反应谱、速度反应谱和位移反应谱） 卓越周期：地震时，从震源发出的地震波在土层中传播时，经过不同性质地质界面的多次反射，将出现不同周期的地震波。若某一周期的地震波与地基土层固有周期相近，由于共振的作用，这种地震波的振幅将得到放大，此周期称为卓越周期。 基本风压：平坦开阔地区，地面以上10m高度处，统计得30年一遇10min平均最大风速V。为标准, 2 按W0=V02/1600 确定的风压值。 抖振：边界层分离或湍流激起结构或部分结构的不规则振动。 横向屈曲：作用于悬吊桥梁主梁上的横向荷载超过主梁侧向屈曲的临界荷载出现的一种静力失稳现象。地震危险性：指某一场地在一定时期内可能遭受到的最大地震破坏影响，可以用地震烈度或地面运动参数来表示。 地震破坏准则：在地震作用下，岩体土体破坏时应力状态达到的限度结构动力时程分析： 1、试说明桥梁抗震设防的合理安全度原则？ 答：桥梁工程的抗震设防，既要使震前用于抗震设防的经济投入不超过我国当前的经济能力，又要使地震中经过抗震设计的桥梁的破坏程度限制在人们可以承受的范围内。换言之需要在经济与安全之间进行合理平衡，这就是桥梁抗震 2、、试说明振型分解法的基本原理，使用范围？ 3、桥梁结构的地震反应分析所解决的关键问题是什么？ ①确定合理的地震输入②建立结构系统的数学模型及振动方程③选择合适的方法求解地震振动方程 得到地震反应。 4、试说明桥梁结构震害类型、经验教训？ ①地基失效引起的破坏，一般来说这类破坏现象是人为工程难以抵御的因此应尽量通过场地选择避免 ②结构强烈振动引起的破坏。由于地震懂的不确定性和复杂性，人们目前还无法准确预测桥址未来可能发生的地震动，所以，设计对地震动特性不敏感的结构就显得特别重要。 5、试说明桥梁结构采用减、隔震设计的适用条件和基本原则是什么？ ①桥梁上部结构为连续形式，下部结构刚度比较大，整个桥的基本周期比较短②桥梁下部结构高度变化不规则，刚度不均匀，引入减隔震装置可调节各桥墩刚度，因而可以避免刚度较大桥墩承担很大惯性力的情况③场地条件较好，预期地面运动具有较高的卓越频率，长周期范围所含能力较少等。 6、影响地震动特性的主要因素有哪些？ 震源、传播介质与途径，以及局部场地条件这三类 7、试述“概念设计”与“数值设计”的关系？ 抗震“概念设计”是从概念上，特别是从结构总体上考虑抗震的工程决策；用计算、构 数值计算”主要是地震作 件强度验算、结构和支座变形验算等。应当指出，强调概念设计重要，并非不重视数值计 算。而是为了给抗震计算创造有利条件，使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况。这两者是相辅相成的，作 为一个正确的抗震设计，必须重视抗震概念设计，灵活而又合理地运用抗震设计思想。 8、试说明全球主要地震分布带有哪些？（环太平洋地震带、欧亚地震带） 9、试论述常规的结构抗震设计方法与能力设计方法有什么不同？能力设计方法是结构动力概念设计的一种体现。它的主

抗风抗震

无锡蓉湖大桥 抗风抗震初步分析报告 中铁大桥勘测设计院 2002年7月武汉

分析复核专业负责人站长院总工程师

前言 无锡蓉湖大桥工程位于江苏省无锡市市区，该桥跨越京杭大运河。本研究报告所研究的方案为： 145m+41.2m+33.8m独塔单索面混合梁斜拉桥；桥面以上主塔高为55.3m（不含塔顶装饰部分）, 桥面以上塔柱为双柱钢管砼塔柱，其中锚固区的双柱由20mm厚的钢板相连，下塔柱为单柱砼塔柱，斜拉索为单索面，两根索沿横桥向的间距为1.0m。该方案的主梁主跨为钢箱梁，边跨为砼箱梁。 由于桥址处设计基本风速达25.9m/s，因此，该桥在成桥运营状态和施工全过程的抗风安全应高度重视；同时，大桥所在地区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35秒，故该桥在成桥运营状态的抗震安全也应重视；为此，我们对该桥的抗风安全性和抗震安全性进行了较为全面的分析。其主要研究内容、主要研究结论及评价如下： 1．主要研究内容 1．1 设计基本风速、设计基准风速和主梁颤振检验风速的确定1．2 抗震设防标准的确定 1．3 结构动力特性分析 1．4 主梁抗风稳定性验算 1．5 有关抗风的其它问题 1．6 结构的抗震分析 2．主要研究结论及评价

2．1 基本风压W0=600Pa，设计基本风速V10=25.9m/s。 主梁设计基准风速V D（梁）=21.5m/s；主塔设计基准风速 V D（塔）=29.8m/s。 施工阶段主梁设计基准风速V D（梁施工）=18.1m/s；施工阶段主塔设计基准风速V D（塔施工）=25.0m/s。 主梁成桥状态颤振检验风速[V cr]=36.1m/s；主梁施工阶段颤振检验风速[V cr s]=30.3m/s。 2．2 抗震设防标准：地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35秒，具体设计计算取地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.30秒，检算结构物的强度；取地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.30秒，检算结构物的位移。 2．3 结构动力特性分析和主梁颤振临界风速的估算（见表一）表一成桥状态动力特性及主梁颤振临界风速的估算 表中：ε——扭弯频率比；V cr1——弯扭耦合颤振临界风速；V cr2——分离流扭转颤振临界风速； 从上表中可以看出，由于斜拉桥主跨不大，且主跨主梁为箱梁，扭转刚度较大，桥面较宽，且在结构体系中采取了合理的布置（塔梁固结、设置一个辅助墩），使主梁具有较高的扭转自振频率和扭弯频率比，同时，主梁采用扁平（宽高比12.5）的流线型箱梁，这些对

抗风与抗震

1 本课程目的：认识桥梁的风、地震的重要性；了解基本的风、地震引起桥梁振动；中小桥梁的地震问题的应对；大跨桥梁主要风振问题应对措施 中国桥梁工程的问题：1. 中国桥梁工程的新技术2. 工程质量问题3. 桥梁经济问题4. 桥梁美学问题5 管理问题（管理层问题） 2抗风与抗震的必要性1）大跨桥梁的轻柔化2）中小桥梁的刚硬化 3抗风与抗震对于桥梁工程师意义1）意识到不同种类桥梁的潜在问题（长大桥的风，地震，中小桥梁的地震，裂缝，混凝土徐变）2）简单技术问题的理解（风越大，桥梁越危险？内地桥梁不存在风的问题？地震时桥梁不能倒塌？） 4风工程的重要性1）财产损失2）人员伤亡 5风工程研究内容建筑结构风工程；桥梁结构风工程；车辆空气动力学；环境污染与扩散 6风工程研究方法风洞试验，CFD，实地观测 7风工程研究内容1、建筑结构风工程（艾菲尔铁塔）2、桥梁结构风工程（Tay 桥，塔科马桥）3、车辆空气动力学（汽车的外形）4、环境污染与扩散（环境的空气污染物）5、农作物的倒伏6、其他结构物（广告牌，塑料大棚，煤堆帐篷）城市雕塑等 8风洞的分类 风洞：在按一定要求设计的管道内, 产生可控制气流 进行气动力实验的设备 按风速分：极低速低速亚音速跨音速超音速 (<3m/s) (0.4M) (0.8M) (1.2M) (5.0M) 按工作方式分：回流式(闭口式开口式) 直流式(吸入式吹出式) 按工作面积分：试验段当量直径(风工程用风洞) 大型(d>4m) 中型(1.5m

《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。 4. 理论教学与工程实例相结合，引导学生应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，分析和判别桥梁在地震激励与风荷载作用下的受力特点和工程减震（振）措施，培养其识别、表达和解决桥梁工程问题的思维方法和实践能力。

桥梁抗震与抗风复习思考题

《桥梁抗震与抗风设计》课程 复习思考题 1.《防震减灾法》对新建、扩建、改建建设工程和重大建设工程有何抗震设防 要求？ 2.地震灾害现象有哪些具体表现？ 3.桥梁结构主要有哪些震害现象？应吸取的主要桥梁震害经验教训是什么？ 4.解释构造地震的成因及机制。 5.什么是地震安全性评价？ 6.什么是地震动的特性及其三要素？ 7.桥梁抗震设计的基本原则是什么？ 8.什么是反应谱？抗震规范反应谱是如何得到的？ 9.如何应用规范反应谱，计算桥梁结构的地震力？ 10.什么是地震时程反应分析？ 11.什么是抗震设计中的延性概念？ 12.桥梁结构减隔震设计的基本原理是什么？ 13.在计算规则桥梁的设计地震力时，如何划分设计振动单元？ 14.如何计算规则桥梁重力式桥墩及柱式桥墩的水平地震荷载？说明计算简图、 理论背景及应用条件。 15.对全联均采用同类型板式橡胶支座的连续梁桥和准连续梁桥，如何计算梁桥 抗侧力桥墩的水平地震荷载？说明计算简图、理论背景及应用条件。 16.对采用板式橡胶支座的多跨简支梁桥，其结构计算简图是什么？ 17.什么是桥梁抗震设计中的能力设计原理？能力设计方法的主要步骤有哪些？ 它与常规静力设计方法有何区别？ 18.桥梁抗震设计应遵循哪几条基本原则？ 19.什么是地基液化？ 20.桥梁抗震设防标准是什么？ 21.桥梁抗震结构类型有哪些？各自设计概念是什么？

22.从抗震概念设计出发，理想的桥梁结构体系应是怎样？ 23.桥梁抗震构造措施中，关于延性桥墩箍筋构造的要求有哪些？ 24.防落梁的构造措施主要有哪些？ 25.风的静力作用和动力作用的特征是什么? 26.试述抗风设计的过程与注意事项。 主要教学参考资料 1、《地震工程学》胡聿贤著，地震出版社，1988年 2、《地震工程学导论》李杰、李国强编著，地震出版社，1992年 3、《抗震工程学》沈聚敏、周锡元、高小旺、刘晶波编著，中国建筑工业出版社，2000年 4、《桥梁抗震》范立础编著，同济大学出版社，1997年 5、《桥梁抗震设计与加固》M.J.N. 普瑞斯特雷、F. 塞勃勒、G.M. 卡尔维著，袁万城等译，人民交通出版社，1997年 6、《桥梁延性抗震设计》范立础、卓卫东著，人民交通出版社，2001年 7、《大跨度桥梁抗震设计》范立础、胡世德、叶爱君著，人民交通出版社，2001年 8、《高架桥梁抗震设计》范立础、李建中、王君杰著，人民交通出版社，2001年 9、《风对结构的作用——风工程导论》埃米尔·希缪，罗伯特·H·斯坎伦著，刘尚培、项海帆、谢霁明译，同济大学出版社，1992年 10、《公路桥梁抗风设计指南》交通部公路规划设计院、同济大学桥梁工程系，人民交通出版社，1996年 11、《风荷载计算》陈英俊、于希哲编著，中国铁道出版社，1998年 12、《公路桥梁抗震设计细则》JTG/T B02-01-2008. 人民交通出版社，2008

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）。但因支承连接件失效或下部结构失效等引起的落梁、主梁的移动、扭曲、裂缝等现象，在破坏性地震中常有发生，其中落梁现象最为严重。从梁体下落的形式看，有顺桥向的、也有横桥向的和扭转滑移的，其中顺桥向的落梁最为常见，如图1（b）所示。 如果相邻结构的间距过小，在地震中就有可能发生碰撞，产生很大的撞击力，从而使结构受到破坏。此类破坏中比较典型的有相邻跨上部结构的碰撞、上部结构与桥台的碰撞以及相邻桥梁间的碰撞[2]，如图1（c）、（d）、（e）所示。

浅谈风对桥梁结构的影响

浅谈风对桥梁结构的影响 张达21312174摘要桥梁结构因风的作用而遭到破坏的事故屡有发生。在风的作用下大跨度桥梁结构的抗风性能设计和施工的控制性因素尤其重要。通过结合桥梁风工程中己知的风的静力、动力特性，简述了桥梁结构在风作用下的静力及动力响应的主要形式以及大跨度桥梁设计时做的针对性的抗风设计。 关键词桥梁风工程风致振动大跨度桥梁抗风 随着我国交通运输业的不断发展，大跨度桥梁(特别是斜拉桥和悬索桥)已成为我国当今桥梁建设中的主流。从80年代以来，大跨度桥梁建设得到了一个迅速的发展。但，自1918年起全球至少已有11座悬索桥遭到风的影响而受损被毁。其中一个典型的事故是1940年美国塔科马悬索桥在19m/s的8级大风下因扭转而发生振动而坍塌。塔科马悬索桥的事故引起了桥梁工程界的震惊，也促进了风对桥梁结构作用的研究。近年来，国内外大跨度斜拉桥梁在下雨时发生剧烈的“雨振”以及并列布置的斜拉索发生剧烈的尾流驰振的报道也是越来越多。这些现象都表明了，风对桥梁结构的影响尤其是风对大跨度桥梁的动力作用是桥梁中不容轻视的重要问题。 我们都知道风对桥梁的作用是一个十分复杂的现象。它同时受到风的自然特性、桥梁的动力性能以及风与桥梁相互作用等3方面的制约。而且风在绕过一般为非流线型作用截面的桥梁结构时，会产生旋涡和流动的分离，形成复杂的空气作用力。当桥梁结构的刚度较大时，结构会保持静止不动，使得这种空气力的作用只相当于静力作用。但当桥梁结构的刚度较小时，结构振动受到激发，这时空气力的作用不仅具有静力作用，而且具有动力作用。 1 风的静力作用 当结构刚度较大因而几乎不振动，或结构即使有轻微振动但不显著影响气流经过桥梁的绕流形态，因而不影响气流对桥梁的作用力，此时风对桥梁的作用可以近似看作为一种静力荷载即风的静力作用。 风的静力作用指风速中由平均风速部分施加在结构上的静压产生的效应。我们可分为顺风向风力、横风向风力和风扭转力矩。它们通常被称为气流作用力的

《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

桥梁抗震抗风作业

摘要：本文对钢管混凝土的构造，分类，施工形式以及动力特性和目前仍存在的问 题进行了简要的介绍。 关键字：钢管混凝土拱桥施工形式动力特性构造存在问题 一背景 钢管混凝土拱桥由于具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、经济效果好和地基适应性强等优点，是发展前景广阔的一种组合桥梁结构。目前钢管混凝土拱桥在我国已经历了十余年的发展，无论是其应用规模还是跨径增长的速度都是惊人的。相对而言我国建设钢管混凝士拱桥的技术已经达到国际先进水平，我国对钢管混凝十拱桥的理论研究也取得了很多成果。但该桥型技术复杂，施工难度大，已经暴露和潜在的问题还很多，仍需要广大工程技术人员在实践中不断探讨和完善。 二钢管混凝土拱桥定义和简介 钢管混凝土拱桥是将钢管内填充混凝土，由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀，使混凝土处于三向受压状态，从而能显著提高混凝土的抗压强度。同时钢管兼有纵向主筋和横向套箍的作用，同时可作为施工模板，方便混凝土浇筑。施工过程中，钢管可作为劲性承重骨架，其焊接工作简单，吊装重量轻，从而能简化施工工艺，缩短施工工期。

钢管混凝土拱桥的真正发展是在90年代的中国。1991年5月我国第一座采用钢管混凝土拱肋的拱桥-四川旺苍东河大桥［1、2］建成通车，它为净跨径115m的下承式拱桥，该桥的建成具有深远意义，它揭开了我国大规模修建钢管混凝土拱桥的序幕。自此以后，钢管混凝土拱桥在我国公路和城市桥梁中发展迅猛，据不完全统计，到2005年，我国己建和在建的钢管混凝土拱桥己达200余座，其中跨径大于100m的有50余座，跨径大于200m的有20余座，跨径大于300m的有接近10余座。 三钢管混凝土拱桥的构造 3.1、主拱肋：