什么是桥梁受风的动力效应? 什么是动力效应?

作者&投稿:茅群 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
由于近代桥梁施工方法的进步与高强度材料的研发,再加上悬索支撑桥梁具有地标、美观、大跨径,及降低对周围环境的冲击等优点,使得此型桥梁的数量日益增加。悬索支撑桥梁由3种基本构件组成:桥塔、桥面版和缆索。缆索的功能是将加于桥面板的部分力量传递给桥塔,然后再经桥塔传递于基础上。悬索支撑桥梁型式可分为2大类,分别是斜拉桥和悬吊桥。

斜拉桥的主跨径约在数百至1000米间,当跨径越长所需斜拉缆索越多,导致靠近桥塔的桥面板断面的压力越大,因此斜拉桥最大跨径很难超过1000米。而悬吊桥跨径就远大于斜拉桥了,由于悬索支撑桥梁主跨径甚长,为减轻结构的重量,其结构系统趋向采用细长化断面,再配合高拉力钢索及桥塔来传递垂直力。也正因为如此,此型结构系统受风的敏感性,随着跨径的增加而大幅提高。尤其自1940年塔科马海峡大桥受风吹袭倒塌以后,长跨径桥梁受风影响的问题逐渐受到重视。

那么,桥梁受风的动力效应是怎样的呢?一般而言,桥梁的气动力效应可分为5种:扭转不稳定、涡致颤动、风驰效应、颤振及抖振。

扭转不稳定是属于一种静态式的破坏现象。当桥梁断面受风时,桥面版会产生一个扭转角,而此角度会产生额外的扭力。在某一风速之下,当扭力和扭转角的斜率在某一临界值时,施力在桥面上的扭力会使桥梁结构无法抵抗而产生不稳定的现象。以近代桥梁而言,发生这种扭转不稳定现象的概率比较低。

涡旋是由于气流环绕物体表面,并且由此断面的边界分开所引起的涡旋现象,造成物体上下侧压力的不同,产生振动的现象。通常这种现象对钝体断面(如箱形)影响较为显著。涡致颤动会对桥梁产生周期性振动,一般不会造成桥梁结构的破坏。不过当涡致颤动发生时,对于桥面板及桥塔则会造成很大的影响,且此现象一般发生于较低风速(15米/秒以下),应注意此效应长期作用下,可能引起的材料疲乏现象。目前并没有确切的理论模式,可以预测桥梁断面的涡流颤动行为,通常以风洞试验配合数值分析来计算颤动的振幅;若此振幅过大,则须修改断面形状或加扰流板,或加调质阻尼器来降低振幅。

风驰效应的原因,来自于结构体垂直向振动速度,与逼近流场的速度合成,造成风向角改变;而风向角的变化造成物体不对称性,引起在垂直向的上升力随之变化。此上升力的变化造成气动力的阻尼现象,造成结构体位移反应加大,进而再改变风向角,如此持续的互相作用,使得位移反应更加剧烈。风驰效应为一种不稳定振动,一般对于细长结构才会产生,特别对于断面型式为矩形,或受冰封的缆索等非流线型结构影响更大。以缆绳为例,为了避免风驰现象,可于缆绳表面作特殊处理或加装阻尼系统,以降低缆绳的振动。

抖振与大气中乱流有关。这是由于逼近乱流的速度扰动,对结构造成的一种不稳定载重,而使结构体产生振动的现象,因为乱流程度随时间和空间改变,故所造成的效应也将沿着车行方向而改变。抖振除与乱流特性有关外,也和桥面板的几何形状及桥梁基本振态有关。桥梁的抖振效应通常不会导致桥体破坏,倘若振幅过大,行车可能感到不适。此外,在长期作用下,桥梁材料可能因此而疲乏。由于桥梁断面都不是单纯几何形状,因此上述气动力效应的检核分析多需通过风洞试验所采集的气动力数据后才能进行。

桥梁受风的动力效应是怎么样的?~

由于近代桥梁施工方法的进步与高强度材料的研发,再加上悬索支撑桥梁具有地标、美观、大跨径,及降低对周围环境的冲击等优点,使得此型桥梁的数量日益增加。悬索支撑桥梁由3种基本构件组成:桥塔、桥面版和缆索。缆索的功能是将加于桥面板的部分力量传递给桥塔,然后再经桥塔传递于基础上。悬索支撑桥梁型式可分为2大类,分别是斜拉桥和悬吊桥。

世界著名桥梁
斜拉桥的主跨径约在数百至1000米间,当跨径越长所需斜拉缆索越多,导致靠近桥塔的桥面板断面的压力越大,因此斜拉桥最大跨径很难超过1000米。而悬吊桥跨径就远大于斜拉桥了,由于悬索支撑桥梁主跨径甚长,为减轻结构的重量,其结构系统趋向采用细长化断面,再配合高拉力钢索及桥塔来传递垂直力。也正因为如此,此型结构系统受风的敏感性,随着跨径的增加而大幅提高。尤其自1940年塔科马海峡大桥受风吹袭倒塌以后,长跨径桥梁受风影响的问题逐渐受到重视。
那么,桥梁受风的动力效应是怎样的呢?一般而言,桥梁的气动力效应可分为5种:扭转不稳定、涡致颤动、风驰效应、颤振及抖振。
扭转不稳定是属于一种静态式的破坏现象。当桥梁断面受风时,桥面版会产生一个扭转角,而此角度会产生额外的扭力。在某一风速之下,当扭力和扭转角的斜率在某一临界值时,施力在桥面上的扭力会使桥梁结构无法抵抗而产生不稳定的现象。以近代桥梁而言,发生这种扭转不稳定现象的概率比较低。
涡旋是由于气流环绕物体表面,并且由此断面的边界分开所引起的涡旋现象,造成物体上下侧压力的不同,产生振动的现象。通常这种现象对钝体断面(如箱形)影响较为显著。涡致颤动会对桥梁产生周期性振动,一般不会造成桥梁结构的破坏。不过当涡致颤动发生时,对于桥面板及桥塔则会造成很大的影响,且此现象一般发生于较低风速(15米/秒以下),应注意此效应长期作用下,可能引起的材料疲乏现象。目前并没有确切的理论模式,可以预测桥梁断面的涡流颤动行为,通常以风洞试验配合数值分析来计算颤动的振幅;若此振幅过大,则须修改断面形状或加扰流板,或加调质阻尼器来降低振幅。
风驰效应的原因,来自于结构体垂直向振动速度,与逼近流场的速度合成,造成风向角改变;而风向角的变化造成物体不对称性,引起在垂直向的上升力随之变化。此上升力的变化造成气动力的阻尼现象,造成结构体位移反应加大,进而再改变风向角,如此持续的互相作用,使得位移反应更加剧烈。风驰效应为一种不稳定振动,一般对于细长结构才会产生,特别对于断面型式为矩形,或受冰封的缆索等非流线型结构影响更大。以缆绳为例,为了避免风驰现象,可于缆绳表面作特殊处理或加装阻尼系统,以降低缆绳的振动。
抖振与大气中乱流有关。这是由于逼近乱流的速度扰动,对结构造成的一种不稳定载重,而使结构体产生振动的现象,因为乱流程度随时间和空间改变,故所造成的效应也将沿着车行方向而改变。抖振除与乱流特性有关外,也和桥面板的几何形状及桥梁基本振态有关。桥梁的抖振效应通常不会导致桥体破坏,倘若振幅过大,行车可能感到不适。此外,在长期作用下,桥梁材料可能因此而疲乏。由于桥梁断面都不是单纯几何形状,因此上述气动力效应的检核分析多需通过风洞试验所采集的气动力数据后才能进行。

药物的剂量,用药的方式,都会影响到体内药量的多少,以及随时间的变化药物在体内分布的位置,数量随时间的变化规律,就是所谓的药物动力效应。

人在进食后的一段时间内,即使在安静状态下,也会出现能量代谢率增加的现象,一般从进食后1小时左右开始,延续7到8小时。进食能刺激机体额外消耗能量的作用,称为食物的特殊动力效应。

桥梁检测及结构性能评估?
答:动力荷载就是将行驶的汽车荷载或其他动力荷载作用于桥梁结构上,来测出结构的动力特性,从而判断出桥梁结构在动力荷载下受冲击和受振动影响的试验。其试验的目的在于测定结构的动力特性,如结构的自振频率、阻尼特性及固有振型等:测定结构在动荷载作用下的强迫振动的响应,如振幅、动应力、冲击系数及疲劳性能等。这些性能...

“热岛效应”的成因与影响?
答:热岛效应是由于人口稠密、工业集中,造成温度高于周围地区的现象。形成的原因主要有:(1)城市上空污染物质具有保温作用,增加了大气的逆辐射;(2)城市建筑物和道路的建材改变了地表热交换及大气动力学特性,更易大量吸收热辐射;(3)城市大量高层建筑减低风速,使热量平衡的水平输送相对困难;(4)城市居民生产、生活形成丰富的...

公路桥梁设计采用的作用(荷载)分为哪几类?
答:桥梁上的荷载分为三大类:(1)永久荷载:在设计使用期内,其值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。它包括结构重力、预应力、土的重力和土侧压力、混凝土收缩及徐变影响力,基础变位影响力和水的浮力。(2)可变荷载:在设计使用期内,其值随时间变化,月其变化与平均值相比不可忽略...

雷俊卿的科研项目
答:主要项目如下:一 国家和部委综合科研项目10余项,目前主要有:1. 国家自然科学基金项目: 河冰物理力学性能及其对桥梁撞击作用机理的研究2. 国家自然科学基金项目:列车制动力对铁路桥梁的作用机理及最不利影响的研究3. 国家自然科学基金项目--面上--动力灾变:强地震/强风作用下长大桥梁空间动力效应及...

桥梁检测的内容及检测方法?
答:桥梁检测动载试验是动力测定评价方法的基本测试项目,内容主要是结构动力特性和动载响应的试验与分析,量测的主要部位是结构动力效应最大构件的动应力及动变形的控制截面。一般来说,检测项目主要包括桥梁动力特性模态参数测试(频率、振形、阻尼比)和桥梁动力响应测试(动挠度、动应力、加速度、冲击系数)。桥梁固有频率的...

载荷是指什么意思?
答:荷载,读音:hè zài。(“载”有”承载“的意思,故念四声)指的是使结构或构件产生内力和变形的外力及其它因素。或习惯上指施加在工程结构上使工程结构或构件产生效应的各种直接作用,常见的有:结构自重、楼面活荷载、屋面活荷载、屋面积灰荷载、车辆荷载、吊车荷载、设备动力荷载以及风、雪、裹冰、...

桥梁的固有频率的大体范围
答:它是有关铁路桥梁的变形和应力的研究。荷载用移动车轮和轴力表示,铁路车辆通过车轮将它们的荷载和惯性作用传递到铁路桥梁。车辆对铁路桥梁的动力效应的研究如图1.1所示。 因此,铁路桥梁动力学包括桥梁对移动车辆的响应和桥梁对大量参数(增加动应变或动应力)所造成的影响的响应。影响铁路桥梁动应力的最主要参数是:桥梁...

桥会塌吗
答:因此这只小鸟落在静止的桥中央的卡车上,桥更不会塌。这里涉及到一个概念叫做"冲击系数",冲击系数是汽车过桥时候对桥梁结构产生的竖向动力效应的增大系数,即汽车荷载的动力影响,一般值在0.1-0.45左右。也就是说,这个卡车过桥时的冲击力大约相当于1400~6300磅的重的力。

桥梁发生共振现象的条件是什么桥梁发生共振现象的条件介绍
答:2、共振现象:共振效应最初是物理学上的一个定义,摆最重要的特性是它以一种频率,即通常所称的固有频率摆动。当受到外界的干扰而被激励时,它相应的摆动规律则依赖于干扰振频是否和它所希望的一致。共振效应最初是物理学上的一个定义。当人们从外界再给这个物体加上一个振动时,如果策动力的频率与该...

国内外汽车荷载冲击系数对比
答:冲击系数作为设计值的关键参数,不仅影响着汽车荷载效应的确定,还揭示了不同恒活载比例桥梁间的差异,其合理选取对桥梁工程的稳定性和耐久性具有决定性影响。当车辆在移动时,桥梁会在竖向、纵向和横向产生振动和冲击的动力效应,这被称为汽车荷载的冲击力。桥梁承受的总竖向荷载效应,是由静力效应与动力...