基于SHMS的润扬悬索桥桥址区北风特性的研究

气象研究表明,作用在润扬悬索桥上的强风荷载主要是夏季台风和冬季偏北大风。运营近三年来,润扬悬索桥结构健康监测系统(SHMS)中的风速仪记录了经过该桥址区的大量强风样本。本文通过对北京时间2007-03-10 T13:00～2007-03-10 T16:00期间的实测强北风风速风向数据的分析,得到了该时段的风速和风向、紊流强度、紊流积分尺度、紊流功率谱密度函数等强风特性。结果表明,桥址区实测北风风速风向较稳定;顺风向紊流功率谱密度函数与Kaimal谱吻合较好;紊流强度较规范偏高。     

台风期间润扬悬索桥模态参数环境相关性研究

为给大跨桥梁结构损伤识别和安全性评价提供可靠的模态参数,利用润扬悬索桥结构健康监测系统(SHMS)记录的主梁加速度响应,基于希尔伯特黄变换(HHT)方法开展了该桥的模态参数识别分析,并进一步研究了"麦莎"台风期间该桥模态参数与所测环境的风速、温度因素间的偶联关系。研究结果表明:基于HHT识别的低频段阻尼比值普遍要大于高频段,阻尼比总体随着频率的增大而减小;识别结果与成桥试验所得现场实测参考值以及有限元值几乎吻合,验证了该方法的可靠性;台风期间各阶模态的频率相对稳定,受风速、温度影响程度小;模态阻尼比的波动性则较为明显,受风速、温度影响较大。研究结果可为更好地掌握台风期间大跨度悬索桥的动力特性及其全过程变化规律提供参考。     

基于浙江省地区岩溶发育规律的桥梁桩长设计辅助软件研究

在充分研究浙江省岩溶空间分布及发育规律的基础上,本文开展了省内现有岩溶区高速公路勘察资料的统计分析,提取出桥址区岩溶发育规律特征,并以此为核心进行桥梁桩长设计辅助软件开发,实现了桥址区岩溶三维地质建模以及桩长自主计算。     

山区桥址风场特性研究综述

首先对采用风洞试验、数值模拟、现场实测3种方法研究山区风场特性的研究进展进行了梳理和总结,对比了各种方法的相对优缺点;然后从平均风特性和脉动风特性两方面对比分析了山区风场区别于平原地区风场特性。山区风场特性相对更为复杂,变异性更强,呈现更明显的非高斯和非平稳特性,山区地表粗糙度类别不能简单地分为四类,山区风攻角、风速谱、风速剖面分布规律明显不同于平原地区;在高山峡谷间风场既存在明显加速效应,也存在阻挡效应,使得桥梁抗风设计更为困难。总结了山区桥址处设计风速的几种取值方法,为今后山区桥址抗风设计提供参考。最后对山区桥址风场特性的研究现状进行了总结,对研究前景进行了展望。     

广东工程海域极值风速计算的YanMeng风场模型

为提高我国东南沿海工程海域极值风速估计的可靠性,通过搭建YanMeng风场模型进行台风数值模拟,并与实测资料进行对比,验证了风场模型在我国东南沿海工程海域的可行性。随后根据CMA热带气旋最佳路径数据集对台风关键参数进行概率建模,利用Monte Carlo法模拟了工程海域1 000年时段的台风极值风速序列,根据Gumbel分布进行了50年一遇极值风速的推算。研究发现YanMeng风场模型模拟效果较好,文中结果可以作为广东沿海海上平台结构设计的参考依据。     

浙江省台风灾情时空分布特征及影响因素研究

台风灾害给浙江省造成了严重的生命和财产损失。本文以浙江省的县域为研究单元,通过对2009-2020年台风灾害灾情数据的分析,结合降水数据、风场数据、地形数据、河网数据和统计年鉴等资料,研究了台风灾情时空分布特征。在此基础上,运用地理探测器方法分析了台风灾情的影响因素。结果表明,2009-2020年共有27个台风登陆或影响浙江省,其中12个超强台风造成的损失最严重,而灾害损失严重地区主要分布在浙江省东南部沿海地区。台风灾害致灾因子、孕灾环境因子和人类活动因子中,台风最大风速、三日内最大降水量和距台风中心距离对受灾人口、死亡人口、受灾农作物和直接经济损失的贡献最大。本研究可为台风灾害风险的影响因素定量化分析提供方法参考。     

某刚架拱桥荷载试验研究

为评定某刚架拱桥的实际承载能力,确定桥梁的实际运营状况并为后期的维修加固提供科学的依据,对该桥进行了现场荷载试验。荷载试验前结合桥梁专业有限元软件计算了设计标准荷载下桥梁结构各测量值的大小,荷载试验过程中对结构的挠度、应变、自振特性、冲击系数等参数进行了测试,随后将实测结果与理论分析结果进行了对比。分析结果表明:桥跨梁体实测的挠度校验系数介于0.74~0.92之间,未超出规范中1.0的限值,表明桥梁结构刚度具有一定的富余度,结构刚度实际工作性能较好。试验跨动力测试的模态与理论模态吻合较好,说明桥梁结构的刚度满足使用要求。该桥在正常使用状态下的承载能力不能满足要求,建议对该桥进行承载能力加固处理。     

工程区台风大风灾害评估方法的研究与应用——以苏通大桥为例

针对国家重大项目施工和运营中规避台风大风灾害风险的特殊需求,以国家重点工程苏通大桥为例,研究了工程区局地环境下台风大风灾害风险的分析评估方法。利用1949~2007年桥位地区影响台风资料,用气候统计学方法分析了苏通大桥桥位工程区影响台风的时空分布,并用蒙特卡罗模拟方法对8级以上台风大风对桥位区可能造成的灾损指数进行计算。结果表明:①影响桥位区的台风年均2.5个,其中出现8级以上阵风的严重影响台风年均0.78个,工程区从5月下旬~11月下旬均可能受台风袭击,7月上旬~9月中旬是桥位区影响台风的多发期,而8月份几率最大,台风大风主要出现在偏东南和偏北方向;②蒙特卡罗方法模拟的桥位区8级以上台风大风的期望灾损指数达到0.282 1,约占全省台风灾害期望灾损指数的48%,潜在的经济损失达到20 675万元。采用气候统计学原理和蒙特卡罗模拟方法,可以满足局部特殊环境下的对工程区气象灾害风险分析的需要,其结果可以作为施工管理和规避灾害风险的依据。     

海啸波高重现值的统计推算

地震海啸是一种破坏性极其严重但发生次数较少的地震次生海洋灾害。如何确定地震海啸波高重现值,对于海岸地区海啸的防灾减灾规划与工程设计具有重要意义。以美国Crescent海岸地区实测海啸过程中出现的最大波高序列为例,首先采用5种极值分布(Gumbel、Weibull、Pearson III型、对数正态和广义极值分布)对海啸波高进行拟合,选取拟合较好的分布型式;然后考虑海啸发生过程的泊松分布,采用4种泊松复合分布(Poisson-Weibull、Poisson-Pearson III型、Poisson-对数正态和Poisson-广义极值分布)计算了地震海啸波高重现值,实现了对海啸波高的长期统计分析。计算结果表明:考虑地震海啸发生次数的泊松分布,采用泊松复合极值分布,可以很好地估计海啸最大波高的重现值。     

基于YanMeng台风风场的输电线路极值风速推算方法

极值风速作为输电线路抗风设计的重要参数,对结构的强度和年限标准意义重大。为克服采用观测资料直接推算极值风速的缺陷,给出了一种沿海地区输电线路极值风速推算的数值方法,即以台风风场物理方程为基础,利用历史台风进行反演,验证风场模型的适应性,随后结合台风年鉴,采用模拟圆和Monte Carlo抽样模拟进行研究点最大风速序列计算,并根据极值III型Weibull分布进行极值风速的推算。最后以海口市为例,对该极值风速推算方法进行详细阐述,推算了海口市近100a内重现期的极值风速,并与观测统计值进行对比,研究发现本文模拟效果较好,可以作为沿海地区输电线路抗风设计的理论参照。