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特大跨悬索桥结构与行车的抗风安全及控制

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登记号:G20170930

所属行业:建筑业

学科分类:桥涵工程;

关键词: 特大跨悬索桥 结构抗风 行车安全 分体箱梁 活动风障

绿色分类:自然灾害应急防控;

  • 基本信息
成果名称: 特大跨悬索桥结构与行车的抗风安全及控制
成果登记号: G20170930 学科分类: 桥涵工程;
绿色分类: 自然灾害应急防控; 项目关键词: 特大跨悬索桥  结构抗风  行车安全  分体箱梁  活动风障
推荐单位:

同济大学

成果所处阶段:
合作方式: 成果所属行业: 建筑业
国家/地区: 上海 知识产权: 发明专利,实用新型专利,计算机软件著作权,
简介: 点击查看

本项目研究主要来源于国家科技支撑计划课题"跨海特大跨径钢箱梁悬索桥抗风关键技术研究(2008BAG07B02)"以及相关国家自然科学基金项目,属于结构风工程和桥梁工程科学技术领域,依托舟山西堠门大桥工程开展研究。该桥主跨1650米,是目前世界上跨径最大的钢箱梁悬索桥,由我国自主研究、设计、建造。     悬索桥是跨越能力最大的桥型结构,工程建设的主要瓶颈之一就是抗风性能。本项目针对强风环境下的特大跨悬索桥所面临的世界性抗风难题,以提升我国大跨度桥梁抗风研究的创新能力和技术竞争力、促进交通行业技术进步为目标,开展了特大跨悬索桥结构与行车的抗风安全及控制研究,突破了制约特大跨悬索桥建设发展的瓶颈--成桥状态和施工阶段的结构抗风安全,解决了正常运营的核心问题--桥面行车抗风安全,直接支撑了西堠门大桥的建设,使其成为我国强风地区首座跨海特大跨径悬索桥,并为其它同类桥梁的建设提供了技术积累和参考借鉴。     针对特大跨悬索桥成桥状态的结构抗风安全:创造性地研发了抗风性能好、经济指标优的新型分体式钢箱梁,提高了特大跨悬索桥的颤振稳定性,发现了颤振性能随槽宽变化的新规律,攻克了成桥状态结构颤振稳定性难题;建立了三维非线性非定常静风稳定性分析方法,发现了湍流明显降低桥梁静风稳定性能的规律,提出了大跨桥梁静风失稳概率性评价方法;理论分析和风洞试验结果准确预测了实桥涡激共振,提出了多种涡振控制措施、并比选出最优方案--活动风障付诸工程实践,实测结果检验了涡振控制效果。针对特大跨悬索桥施工阶段的结构抗风安全:揭示了分体式钢箱梁施工阶段抗风稳定性演化新规律,制定了科学的加劲梁架设顺序,支撑了依托工程的安全施工;基于风场参数和结构气动参数现场同步实测,研究了大桥在斜交风条件下的抖振响应,完善和发展了特大跨钢箱梁悬索桥的抖振分析理论,提出了施工过程中梁段间临时连接件优化设计方法。针对大桥运营阶段的桥面行车抗风安全:首创了主动控制的可变姿态活动风障,同时保障了桥面行车与结构抗风的安全性;研发了专门测试风-车-桥气动参数的风洞试验系统,基于该系统识别的气动力参数,建立了风-车-桥耦合振动分析和行车抗风安全评价方法。     本项目研究成果已获得授权国家发明专利1项、实用新型专利5项、计算机软件著作权3项,出版专著1部、发表SCI和EI检索论文40篇;被评价为"达到国际领先水平"、"体现了当代桥梁的最新建设理念"、"对于现代桥梁技术发展具有重要的推动作用"。研究成果为安全、优质、高效地建成舟山西堠门大桥提供了重要的科技支撑,直接经济效益2.6亿元、后续年经济效益4.2千万元,社会效益显著,实现了桥梁技术的跨越式发展,促进了行业科技进步,对我国乃至世界大跨度桥梁产生了重要的推动作用和深远影响,具有广泛推广应用价值和国际竞争优势。

姓名: 邬建华 性别:
出生日期: 职务:
国籍(地区): 联系地址:
电子邮件: wujianhua@tongji.edu.cn
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