陈魏
- 作品数：13 被引量：99H指数：6
- 供职机构：湖南大学土木工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划湖南省交通科技项目更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程航空宇航科学技术机械工程更多>>
- 跨长江特大桥拉索涡激振动与风特性观测被引量：8
- 2020年
- 为研究跨长江特大桥拉索风致振动的类别与风特性的关系,基于大桥健康检测系统和自开发的拉索振动监测系统,对荆岳长江大桥桥址风场特性进行监测,记录拉索振动数据并对拉索风致振动加速度与风场的相关性进行研究。研究结果表明:桥址平均风速的非平稳特性显著;随着风速增大湍流度逐渐减小。在低风速下,来流湍流强度较大,拉索振动随风速增大而增大;当风速增大时湍流强度逐渐减小,拉索振动加速度将减小;拉索振动可为平面内振动也可为平面外振动,为多模态风致涡激振动,且JB02号拉索在一定风速条件下面内振动与面外振动基本相同,当风速变化,可出现更高阶的振动。拉索面内涡激振动分段时程分析表明,拉索振动幅值增加,主导模态频率不改变,各模态振动幅值增加,但随风速的增大,拉索的涡激振动可在更高风速下被锁定,从而导致拉索发生更高阶的涡激振动。另外,湍流度小于40%时拉索振幅较大,湍流度增大拉索涡激振动加速度反而减小,且拉索的涡激振动只在特定的风向角下发生。
- 刘宗杰祝志文陈魏陈魏
- 关键词：拉索涡激振动风特性多模态
- 桥梁主梁CFD模拟之基准模型测压试验与气动特性分析被引量：14
- 2016年
- 为给桥梁CFD模拟提供基准数据，并研究裸梁和带栏杆梁的气动特性，开展了大带东桥加劲梁裸梁和成桥状态节段模型在不同风速和典型攻角（-6°～6°）下的风洞测压试验，获得了截面压力系数平均值和均方根（RMS）值分布及截面气动力系数。讨论了风工程用10英寸水柱量程压力扫描阀的压力系数RMS值的信噪比，分析了桥面栏杆对梁体表面压力系数平均值和RMS值分布、梁体气动力系数及漩涡脱落的影响。结果表明：典型攻角下大带东桥裸梁具有单一漩涡脱落St数，且其值明显大于成桥状态；成桥状态加劲梁因桥面栏杆的影响呈现复杂的漩涡脱落特征，展向不同截面漩涡脱落特性存在差异，但均呈现多峰值的多阶漩涡脱落特征，其峰值St数在0．08～0．15之间，也可见裸梁漩涡脱落St数；大跨度桥梁抗风设计需分别评价施工和成桥状态主梁脱落频率特性和结构涡振行为；应重视桥面栏杆对加劲梁气动力的影响，及其对桥梁主梁脱落行为的改变，并开展成桥状态桥梁的多阶涡振评价，在加劲梁外形设计中应综合考虑栏杆和梁体的气动行为。
- 祝志文陈魏袁涛
- 关键词：大跨度桥梁气动特性节段模型
- 某正交异性板钢桥弧形切口疲劳开裂的现场监测分析被引量：12
- 2018年
- 正交异性桥面板弧形切口开裂问题在早期建成的钢桥上时有发生。通过现场监测随机车流下弧形切口的应力时程,获得弧形切口的应力谱,基于等效损伤原则获得构造细节的等效应力幅和加载次数,并基于AASHTO规范开展弧形切口疲劳评价。研究结果表明:横隔板弧形切口仅能分别轴组,在超载车辆作用下,横隔板弧形切口将产生很大的应力响应,应力峰值可能会超过钢材的设计应力。弧形切口面内应力主导,横隔板厚度增大可以有效降低总体应力水平。结果显示弧形切口疲劳寿命远小于设计寿命,横隔板偏薄、货车通行比例高、通行量大和超载严重是导致该桥过早出现疲劳开裂的主要原因。
- 祝志文黄炎陈魏向泽
- 关键词：正交异性钢桥面板弧形切口应力监测
- 湍流DSRFG与LES风场沿计算域流向变化的影响因素被引量：2
- 2019年
- 为生成满足桥梁风工程大涡模拟(LES)要求的入口湍流风场,以丹麦大带桥桥址风特性为例,采用离散再合成的随机流动生成(DSRFG)方法合成了满足目标湍流度、积分尺度、脉动风速谱及空间相关性等参数的各向异性湍流;讨论了DSRFG方法在生成湍流风场上关键参数的合理取值;基于Fluent平台,通过自主开发的用户自定义函数(UDF)程序将生成的湍流风场赋给大涡模拟的入口边界,基于LES研究了不同网格尺寸和时间步长取值,入口湍流风场在计算域流向的变化规律。研究结果表明:DSRFG方法能生成满足桥梁LES模拟要求的指定湍流特性风场,产生的风场风谱和速度分量统计值与目标值吻合较好;入口湍流风场特性在计算域流向有较好的维持,脉动风谱在低频段与目标谱吻合较好,高频段出现一定衰减,而衰减起始频率随网格尺寸和时间步长的减小而增大。最后拟合了网格尺寸与脉动风谱衰减起始频率的关系曲线,建议了LES合适的网格尺寸和时间步大小,相关研究结果可为湍流风场模拟和桥梁风工程大涡模拟提供重要参考。
- 祝志文陈魏
- 关键词：桥梁工程湍流大涡模拟
- 圆柱高Re数绕流特性的大涡模拟研究被引量：9
- 2014年
- 采用大涡模拟方法研究了圆柱在Re=4.1×104下的绕流场,预测了圆柱表面的脉动压力平均值和RMS值,得到了与试验报道接近的阻力系数平均值和升力脉动RMS值,以及涡脱St数,表明了大涡模拟的有效性。揭示了圆柱涡脱的空间不同步和涡脱频率随时间的变化特征,以及涡脱能量的有限频率带宽分布;分析了圆柱表面θ=90°和θ=270°点脉动压力时程的统计特性,表明脉动压力的能量均集中在圆柱的漩涡脱落频率上。提出了基于θ=90°和θ=270°点脉动压力时程的互相关系数和RMS值,合理估算圆柱截面脉动升力RMS值的公式;基于圆柱表面脉动压力时程的相干性分析,揭示了圆柱升力和阻力产生的流动机理。
- 祝志文邓燕华陈魏
- 关键词：风荷载圆柱大涡模拟气动力
- 运营状态斜拉桥考虑拉索涡激振动的钢锚箱疲劳实测研究被引量：3
- 2021年
- 为研究桥面随机车流通行和拉索涡激振动共同加载下斜拉桥钢锚箱应力响应特征,评价钢锚箱构造细节的疲劳性能,在某大跨度斜拉桥上开展了拉索涡激振动的现场观测和钢锚箱构造细节的应力实测。采用雨流计数法获得了构造细节应力幅,并基于名义应力法评估了钢锚箱的疲劳性能。研究表明,斜拉索在无雨和较低风速下发生了高阶多模态涡激振动,来流风向近似垂直桥轴线,面内振动明显大于面外,观测到的最大加速度达24 m/s2。钢锚箱构造细节的应力影响线长,为主体构件受力特征,一辆货车通过桥梁在锚箱构造细节上仅产生一个应力幅。拉索涡激振动时,构造细节应力响应未见拉索涡激振动频率成分,因此拉索涡激振动对锚箱动力加载可忽略。应力监测表明,锚箱顶、底板与外腹板焊缝主要传递剪应力,桥面端应力响应大于其中部和下部,也明显大于其他构造细节。锚箱顶板与外腹板焊缝桥面端响应最大,应力幅达46.6 MPa。研究认为,除顶、底板与外腹板焊缝的桥面端构造细节外,其他构造细节均具有无限疲劳寿命。
- 祝志文祝志文蔡晶垚王乙静陈魏
- 关键词：斜拉桥拉索涡激振动钢锚箱
- 多塔斜拉桥加劲索涡激振动实测与时域解析模态分解被引量：15
- 2019年
- 为研究多塔斜拉桥中塔加劲索涡激振动时域和频域特性,对多根加劲索开展了振动加速度测量和风速、风向观测,研究了加劲索振幅与风速和风向的关系,分析了加速度时程的时域和频域特征。采用解析模态分解法对加劲索涡激振动加速度时程进行了分解,分析了所得分量的时域和频谱特征。研究发现,在无雨和较低风速条件下,同侧并列加劲索仅迎风侧发生明显涡激振动,其峰值振动是以频率为6.25 Hz的第28阶模态主要参与为特征,为高阶多模态涡激振动,明显发振风速约为4~5 m·s^-1,风向接近垂直桥轴线,其面内振动明显大于面外。1#加劲索面内涡激振动时程分解得到的3个相邻高阶频率时程分量显示,第28阶模态振动加速度随时间的变化,主导了加劲索振动加速度幅值的增大和减小。同时认为,解析模态分解法不仅能较好地分离含有多个密集频率分量的时域信号,且分解得到的分量不改变原信号分量的频率特征,分解分量再合成的信号与原信号时频特征完全一致。因而可采用解析模态分解法分解具有多个密集频率分量的柔性结构响应,能有助于工程结构风致响应的模态参数识别。
- 祝志文祝志文陈魏杨赢袁涛
- 关键词：桥梁工程多塔斜拉桥涡激振动
- 增设观光电梯的超大跨桥梁塔柱风荷载与气动干扰特性被引量：4
- 2020年
- 依托大跨度桥梁构建观光平台和提升旅游景点,是开发旅游资源、谋求经济和社会利益的重大举措。在大跨度悬索桥桥塔顶部建设观光平台,需依附现有塔柱布设电梯井。电梯井的布置将改变塔柱的外形,并显著增大风荷载作用截面,可能影响桥梁的安全与正常使用。通过采用基于SST k-ω湍流模型的RANS方程,对新增观光电梯的桥塔进行了多工况计算流体动力学计算(雷诺数Re=7.7×10^6),获得了新桥塔多工况下横向阻力系数。结果表明:增设电梯与楼梯井导致桥塔风荷载显著增大;电梯和楼梯井与原桥塔连接的镂空处理和平面棱角的圆角处理,可以显著降低桥塔横向阻力系数;塔柱截面的增大导致上下游塔柱间气动干扰效应增大,但这种干扰效应随风向角变化;JTG/T 3360-01-2018《公路桥梁抗风设计规范》中基于单桥塔的横向阻力系数建议值可能不安全,也无法反映塔柱之间的干扰效应;桥塔横桥向风荷载的显著增大可能导致桥塔横梁抗剪承载力不足,在大桥上建造此类观光结构时,应注意横梁的抗剪设计。
- 袁涛祝志文陈魏杨晓邓晓春
- 关键词：桥塔风荷载气动干扰计算流体动力学模拟
- 地下室地铁运行激励下的振动特性研究被引量：3
- 2015年
- 为研究地下室结构在地铁运行下的振动特征,对位于地铁上方的某工程地下室结构进行了现场实测。对实测加速度响应信号开展了时域和频域分析,获得了地下室结构的振动加速度幅值在各层的分布特征,表明地铁运行激励下地下室结构竖向振动显著占优。分析了地下室结构不同位置的振动能量分布特征和相位关系,表明地下室结构以单一频率整体振动。根据加速度信号的时域和频域特征,依据相关规范对地铁运行下地下室结构的人居舒适度进行了评价。基于实测加速度响应信号开展了振级分析,研究了地下室振动的振级分布特征,表明结构加速度振级在峰值频率取得最大。相关研究结果可为该工程上部结构的设计和同类结构评价提供参考。
- 祝志文陈魏江洪波
- 关键词：地下室结构
- 随机车流下钢-UHPC组合正交异性桥面疲劳性能研究被引量：27
- 2017年
- 为获得钢-UHPC组合铺装正交异性桥面板构造细节轮载作用下的响应特征,准确评价随机车流下其疲劳敏感构造细节的疲劳性能,以佛陈扩建西幅桥为例,开展了钢-UHPC组合铺装正交异性钢桥面板全部构造细节的应力监测试验。利用7d连续记录的应力时程和雨流计数法获得了构造细节的应力谱;基于Miner疲劳损伤等效原则计算得到了最大应力幅、等效应力幅及疲劳加载次数。结果表明:当构造细节位于轮载正下方时,通行货车每个车轴将在面板上的构造细节中产生1个应力循环,但其他构造细节只能由每个轴组产生1个应力循环;钢-UHPC组合铺装虽并未改变正交异性钢桥面板构造细节轮载作用下明显的局部效应特征,但增大了正交异性钢桥面板的刚度,使得横隔板弧形切口的面外应力减小;其显著降低了面板上构造细节的应力幅,使得纵肋-面板焊缝构造细节和面板对接焊缝构造细节所记录到的最大应力幅均小于常幅疲劳极限;基于AASHTO规范开展的疲劳评价表明,在当前交通流下,佛陈扩建西幅桥钢-UHPC组合铺装正交异性钢桥面板全部构造细节具有足够的疲劳强度。
- 祝志文黄炎文鹏翔陈魏喻鹏石亚光邵旭东
- 关键词：桥梁工程正交异性桥面板应力监测
