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基于实测数据的斜拉索振动分析与小波包能量占比研究 被引量:10
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作者 郭健 钟昊荪 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期25-31,共7页
为研究海域环境下跨海斜拉桥长斜拉索的振动响应特征及振动能量分布特点,以金塘跨海大桥为背景,对后期构建的局部实时监测系统采集的实测数据进行分析。研究斜拉索加速度信号的时域和频域特征,运用小波包分析对不同季节的斜拉索加速度... 为研究海域环境下跨海斜拉桥长斜拉索的振动响应特征及振动能量分布特点,以金塘跨海大桥为背景,对后期构建的局部实时监测系统采集的实测数据进行分析。研究斜拉索加速度信号的时域和频域特征,运用小波包分析对不同季节的斜拉索加速度时程进行分解及重构,并计算振动能量在不同频带的能量占比。结果表明:金塘大桥桥址处风向以西北为主,近似垂直于斜拉索索面;斜拉索振动以面内振动为主,存在多模态耦合现象,且振动波形在无规则和谐波之间转变;斜拉索振动实测小波包能量占比呈现出季节性变化规律,不同频带能量占比的日变化表现出“昼大夜小”的趋势;特定频带的小波包能量占比随时间的变化可以较好地反映斜拉索短时振动能量的变化,有助于有效识别斜拉索振动情况,保证桥梁安全运营。 展开更多
关键词 跨海大桥 斜拉索 实测数据 振动响应 时域特征 频域特征 小波包分析
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跨海桥梁船撞风险综合评估 被引量:16
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作者 郭健 何威超 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2020年第5期125-133,共9页
近年来全世界范围内船撞桥事故时常发生,尤其是大型跨海桥梁,对其进行合理的船撞桥风险评估逐渐成为桥梁安全运营的重要保障之一。通过对近年国内外船撞桥案例调研分析,确定了影响事故的多重因素,建立包括4个二级风险评价指标和18个三... 近年来全世界范围内船撞桥事故时常发生,尤其是大型跨海桥梁,对其进行合理的船撞桥风险评估逐渐成为桥梁安全运营的重要保障之一。通过对近年国内外船撞桥案例调研分析,确定了影响事故的多重因素,建立包括4个二级风险评价指标和18个三级指标的层次化评价指标体系,并运用层次分析(AHP)法和熵权法,对各评价指标进行主客观综合赋权,明确各个风险因素对船舶撞击的重要性程度,基于模糊数学理论对船撞桥风险进行多层次综合评判。以浙江省舟山朱家尖跨海大桥为工程背景,结合该桥某年船舶通航统计数据,运用上述方法进行船撞桥风险评估,计算表明朱家尖跨海大桥平均风险评价值为4.22,属于可接受中风险水平,并提出了相应的风险控制对策及措施。 展开更多
关键词 跨海桥梁 船撞桥 层次分析法 模糊理论 风险评估
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基于能量平衡的跨海桥梁钢管桩局部冲深计算 被引量:1
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作者 郭健 汪涛 +1 位作者 王金权 吴继熠 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2020年第6期96-106,共11页
综合国内外现有研究成果,分析了桩周流场结构及局部冲刷坑的分布形态,通过三维数值模拟,验证了局部冲刷最大值点出现在桩前,且冲坑坡度近似等于泥沙水下休止角的结论。从国内外规范内局部冲深计算公式中筛选出跨海桥梁钢管桩局部冲刷深... 综合国内外现有研究成果,分析了桩周流场结构及局部冲刷坑的分布形态,通过三维数值模拟,验证了局部冲刷最大值点出现在桩前,且冲坑坡度近似等于泥沙水下休止角的结论。从国内外规范内局部冲深计算公式中筛选出跨海桥梁钢管桩局部冲刷深度的主要影响因素。基于能量平衡理论,通过来流水流搬运冲刷坑内泥沙过程中的能量守恒,推导了概念清晰、形式简单的局部冲刷深度预测公式。区别于现有多数公式主体结构,该公式为关于局部冲深的一元三次方程,通过水下泥沙休止角来考虑泥沙对冲刷的影响以及冲刷过程中冲刷坑自身深度及范围变化对冲刷产生的影响。利用最小二乘法,结合环杭州湾区域三座跨海大桥的试验及实测数据拟合确定了公式相关参数,并与国内外规范内的公式对比验证,结果表明,该公式精度较高,可为实际工程计算分析提供参考。 展开更多
关键词 桥墩基础 局部冲刷 能量平衡 冲刷深度预测 水动力分析
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海岛局部风场特性的风洞试验和数值模拟研究 被引量:1
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作者 郭健 胡成杰 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期98-108,共11页
针对海岛局部风效应突出的问题,采用边界层风洞试验与数值模拟相结合的方法,对3种坡度的理想化海岛地形的风剖面进行了数值拟合,定义了差异系数来描述风剖面变化,利用数值模拟研究了差异系数和最大加速比在迎风侧的分布,重点探讨了海岛... 针对海岛局部风效应突出的问题,采用边界层风洞试验与数值模拟相结合的方法,对3种坡度的理想化海岛地形的风剖面进行了数值拟合,定义了差异系数来描述风剖面变化,利用数值模拟研究了差异系数和最大加速比在迎风侧的分布,重点探讨了海岛坡度和高度对最大加速比和差异系数的影响;基于风洞数据,对迎风侧和背风侧顺风向、横风向和竖向湍流强度和阵风因子分布进行了研究。结果表明:数值模拟与风洞试验结果较接近,风剖面指数在迎风侧较小;靠近坡顶的加速效应尤为明显,其最大加速比为0.4~1.0;坡腰处的差异系数较小,随着岛脊线角度的增加,差异系数为0的位置有向坡脚靠近的趋势;坡度增大到25°、0°岛脊线上最大加速比和差异系数均较大;迎风侧的三向湍流强度分布较规律,而背风侧的三向湍流强度分布较杂乱,尤其是在距海岛表面100 m高度范围内;阵风因子和湍流强度的变化趋势具有较高的一致性。 展开更多
关键词 近海工程 海岛地形 局部风场特性 边界层风洞试验 计算流体力学模拟
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海域环境对危化品罐式半挂运输车行驶稳定性影响的仿真分析 被引量:6
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作者 郭健 胡金瑞 李臣 《安全与环境工程》 CAS 北大核心 2020年第6期201-207,共7页
为分析海域环境对危化品道路运输车辆行驶稳定性的影响,以杭州湾跨海大桥为工程背景,采用Trucksim仿真软件建立了危化品罐式半挂运输车动力学仿真模型;通过32组车辆动力学仿真试验,分析了不同车速、风速、风向角和路面摩擦系数对危化品... 为分析海域环境对危化品道路运输车辆行驶稳定性的影响,以杭州湾跨海大桥为工程背景,采用Trucksim仿真软件建立了危化品罐式半挂运输车动力学仿真模型;通过32组车辆动力学仿真试验,分析了不同车速、风速、风向角和路面摩擦系数对危化品罐式半挂运输车行驶稳定性的影响;基于车辆行驶稳定性模型,对不同环境因素下的车辆安全车速进行了预测,并对极端风速条件下车辆安全车速的危险等级进行了划分。结果表明:车速的改变对危化品罐式半挂运输车辆发生侧滑风险的影响最为显著,车辆在冰雪路面发生侧滑的危险性远大于其他三类路面状况;8级风速为车辆安全行驶的安全临界风速,当风速等级大于8级时,运输管理部门需采取相应措施来保障车辆的运输安全。 展开更多
关键词 海域环境 危化品道路运输 车辆行驶稳定性 危险性评价 数值仿真
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考虑海域水位变化的船撞桥流固耦合分析 被引量:13
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作者 郭健 郑阳飞 宋神友 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期24-29,共6页
为研究水流对船撞桥过程的影响及水位对桥梁动力响应的影响,以金塘大桥非通航孔段连续梁桥为背景,采用ANSYS-LSDYNA软件建立流固耦合和附加质量2类船撞桥模型,分析流体对撞击过程中撞击力和能量转移的影响以及不同水位下桥梁各构件的动... 为研究水流对船撞桥过程的影响及水位对桥梁动力响应的影响,以金塘大桥非通航孔段连续梁桥为背景,采用ANSYS-LSDYNA软件建立流固耦合和附加质量2类船撞桥模型,分析流体对撞击过程中撞击力和能量转移的影响以及不同水位下桥梁各构件的动力响应,并通过缩尺模型试验验证流固耦合模型的正确性。结果表明:采用流固耦合法计算的撞击力幅值较附加质量法大15%左右;直接受撞区、桩基承台连接处、桥墩承台连接处是桥梁遭受船撞时的高危应力区;水位越高,撞击时桥梁上部构件的位移越大;低水位下,船舶直接与桩基发生碰撞,对桥梁下部结构的潜在破坏较为严重。 展开更多
关键词 桥梁防撞 流固耦合法 附加质量法 撞击力 能量转移 水位变化 有限元法 模型试验
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基于马尔可夫链的钢箱梁正交异性板疲劳状态分析 被引量:4
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作者 郭健 杭达 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期60-66,共7页
为对正交异性板U肋的剩余强度退化规律进行研究,引入马尔可夫过程理论,以特大跨径钢箱梁悬索桥--西堠门大桥为工程背景展开研究。首先分析西堠门大桥钢箱梁长期应变监测数据的时频特征,应用小波分析分离出环境温度变化所引起的桥面板结... 为对正交异性板U肋的剩余强度退化规律进行研究,引入马尔可夫过程理论,以特大跨径钢箱梁悬索桥--西堠门大桥为工程背景展开研究。首先分析西堠门大桥钢箱梁长期应变监测数据的时频特征,应用小波分析分离出环境温度变化所引起的桥面板结构应力波动,再对小波变换系数在不同尺度上选择合适的阈值来消除由环境随机激励和测量噪声引起的低幅值应力变异;采用雨流计数法对车辆荷载作用下的应变监测数据进行统计分析,得到疲劳应力范围并设定6个疲劳应力区间;然后由U肋对接部位的典型S-N曲线计算得到其强度从初始状态至最终状态的转移概率,并根据Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤理论构造出连接部位易损点区域强度演变的状态转移概率矩阵;最后利用初始状态的概率分布向量和状态转移概率矩阵,得出大桥运营阶段不同时刻对应的剩余强度值,给出U肋连接部位的强度退化轨迹。结果表明:所建立的疲劳状态分析模型可以考虑构件强度退化过程中各状态的相关性,能够根据车流量变化来预测正交异性板U肋疲劳状态随桥梁服役时间的变化规律,从而可实现钢箱梁正交异性板U肋的服役性能评估。 展开更多
关键词 大跨悬索桥 监测数据分析 马尔可夫过程 正交异性板U肋 剩余强度
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多学科交叉的危化品运输安全保障技术及动态演示 被引量:2
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作者 郭健 胡金瑞 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期80-85,共6页
针对我国危化品运输事故多发,运输安全形势依然严峻的现状,依托多学科交叉的教学改革和科技计划项目研究,以"不倾翻、泄漏收集、全方位监控"为技术目标,从事故防控和过程监控两个方面出发,介绍了危化品运输安全智能化管控的... 针对我国危化品运输事故多发,运输安全形势依然严峻的现状,依托多学科交叉的教学改革和科技计划项目研究,以"不倾翻、泄漏收集、全方位监控"为技术目标,从事故防控和过程监控两个方面出发,介绍了危化品运输安全智能化管控的四大关键技术,即重点区域车路协同监控技术、车辆识别跟踪及安全预警技术、侧翻事故主动防控技术和泄漏事故主动防控技术,并以宁波石化基地为工程背景,借助区域动态场景沙盘对涉及交通工程、信息工程、车辆工程、消防救灾等多学科知识领域的关键技术进行了集成应用示范。结果表明:四大关键技术的应用有助于提升危化品公路运输安全的保障性,可支撑国家公共安全风险防控的重大战略需求。 展开更多
关键词 危化品 运输安全 安全保障技术 集成应用示范 车辆行驶动态演示
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