基于模态的动力分析方法研究及桥梁工程应用

桥梁结构的动力分析方法是一个热点研究方向,基于模态试验,选取高新一号桥为工程背景,并对该桥结构动力响应进行研究。通过实测得知,振型、频率、阻尼的测试结果与设计取值差异性较大,所以能够推断按设计模型计算的结构动力响应计算结果与实际响应也会有较大差距。根据模态叠加法的理论,提出采用实测模态的数据进行动力分析,可以更为准确地评价桥梁结构的动力响应。     

中承式钢筋混凝土拱桥自振特性分析与动力荷载试验

桥梁结构的自振特性是结构动力分析和抗震分析的重要参数。该文通过建立有限元模型进行模态分析和动荷载试验分析来获得中承式钢筋混凝土拱桥的计算和实测自振特性,并测得了桥梁的自振频率、振型和阻尼比,并对实桥测试结果和计算结果进行分析、比较,得到该桥在动力荷载下的实际工作状态,以此判断该桥整体结构的安全承载能力和使用条件。     

匝道曲线梁桥自振特性分析与动力荷载试验

桥梁结构的自振特性是结构动力分析和抗震分析的重要参数。该文通过建立有限元模型进行模态分析和动荷载试验分析来获得梁拱组合桥的计算和实测自振特性,并测得了桥梁的自振频率、振型和阻尼比,并对实桥测试结果和计算分析结果进行了比较,得到该桥在动力荷载下的实际工作状态,以此判断该桥整体结构的安全承载能力和使用条件。     

桥梁自振特性与承载能力分析

桥梁结构自振特性与结构承载能力有着内在联系;自振频率与桥跨刚度、结构挠度检验系数存在一定关系。通过结构响应模态振型振幅的比较,可以对结构横向联系使用状况进行损伤识别。通过实测桥梁结构阻尼比的变化,可以对结构边界条件、结构材料阻尼特性的改变进行分析判断。本文结合两座桥梁自振特性的跟踪测试,对桥梁自振特性和承载能力之间的关系进行分析。     

某大跨度混合梁斜拉桥模态分析与试验研究

桥梁结构的动力特性(如固有频率、阻尼系数和振型等)只与结构本身的固有性质有关,是结构振动系统的基本特征。桥梁结构在运营期间一旦有较大损伤(如梁体开裂、基础状态恶化等),结构的动力参数(如频率、阻尼等)将出现较大变化。文中通过广东汕头礐石大桥主桥模态试验,将试验测试结果与往年测试结果及理论计算结果进行对比,分析大桥结构的实际工作状态,评估桥梁结构的安全可靠性,同时为使用阶段结构评估积累原始数据,修正并完善桥梁的有限元计算模型。     

基于动力特性试验的某简支梁桥有限元模型修正

简要论述了基于动力特性试验的桥梁结构有限元模型修正方法,运用该方法,结合某简支梁桥动力特性试验结果对该桥有限元模型进行修正,并采用修正后的有限元模型对该桥自振特性进行计算,其计算频率和振型与实测结果吻合较好,说明修正后的有限元模型能较准确地反映桥梁结构实际工作状态,文中所采取的建模方法及基于动力特性试验的桥梁结构有限元模型修正方法具有实际应用可行性。     

钢管混凝土拱桥动力特性分析

结合几座钢管混凝土拱桥的动力测试和有限元动力计算结果，分析了钢管混凝土拱桥的自振频率、振型及阻尼等动力特性，并对结构的动力设计提出建议。     

基于动静载试验的既有混凝土箱形拱桥承载力评估

本文以高洞子桥(60m装配式箱形拱桥)为工程背景,针对既有老旧桥梁的结构现状以及特点,在外观检查的基础上,采用静动载试验的方法对该桥承载力进行了评估。在试验工况下,对测试截面的挠度、应变、自振特性以及行车动力响应进行了探讨分析。试验结果表明:该结构在试验荷载作用下,各控制截面的实测挠度小于计算值,在设计荷载作用下刚度和承载能力,以及实测自振特性以及测试截面的行车动力响应满足设计和规范要求,结构承载力满足设计荷载等级的正常使用要求。最后结合外观检查结果对桥梁后续加固工作实施思路提出了针对性的建议,本文工作对同类桥梁的检测以及加固决策具有一定的参考意义。     

磁电振动传感器在桥梁荷载试验中的应用

桥梁荷载试验是当前桥梁结构试验中应用最广和最有效的手段,而其中自振频率和振型又是评价结构刚度及损伤情况的重要指标。采用磁电振动传感器对某公路桥第二联35m+50m+35m预应力混凝土连续箱梁的自振频率和振型进行测试,并将测试结果与模型计算结果进行对比验证。结果表明,该传感器测试结果与理论计算吻合良好。     

系杆拱桥静动力学特性的理论与试验分析

为评价某新建下承式系杆拱桥承载能力及使用性能是否达到设计要求,采用理论计算结合现场加载试验测试分析的方法,对系杆拱桥静动力学特性进行了深入研究。利用静动试验等效加载方式确定了该桥静动试验加载的效率和试验方案。依据试验方案进行现场等效试验荷载加载,测试该桥结构的内力、位移及动态响应,与理论计算结果对比分析,获得关键测点的应变、挠度校验系数及动态响应比较值。结果表明:该桥的静刚度和强度均满足设计要求,且结构处于弹性状态;实测频率较理论计算频率大,表明实际结构刚度大于理论计算刚度,而实测阻尼系数较小,桥梁结构振动衰减正常。     

城市轻轨连续刚构桥动力特性分析

自振频率、振型等是反映桥梁结构动力特性的模态参数,是评价桥梁动力性能的重要依据。以某轻轨连续刚构为例,采用大型桥梁专业分析软件MIDAS建立该桥的有限元计算模型,对其进行模态分析,得出相关模态参数,其计算结果可供桥梁设计和成桥检测时参考。     

具有弹性体支座的多跨斜桥动力分析评价

通过实测和理论分析,研究了一座三跨斜桥的动力响应。该桥采用钢主梁,钢筋混凝土桥面结构和弹性体支座。该项研究通过在现场大规模布设由无线传感器网络支持的加速度计获取了振型参数。通过输出系统识别技术,提取了结构前20阶自振频率、阻尼比和振型。借助于三维有限元法,完成了结构线性动力响应分析,并将基于美国桥梁设计规范规定的多振型谱分析最低要求得到的计算结果和现场实测结果进行了比较。分别根据美国和澳大利亚桥梁设计规范计算了理想约束下的支座在压、剪、弯状态下的线弹性刚度。研究结果表明:按照每种设计规范计算支座刚度,对钢筋混凝土弹性体支座支承的桥梁进行线性动力分析,所得到的多阵型位移值相关性强且偏于安全。     

振型叠加法评定桥梁自振频率检测指标

自振频率检测指标是求取桥梁承载能力检算系数的重要影响因子,其取值准确合理对桥梁结构承载能力评定至关重要。规范对于自振频率检测指标计算方法的介绍比较粗略,只提出采用实测与计算自振频率的比值进行计算,并未明确是采用第几阶自振频率,没有合理的计算公式会使得桥梁承载能力检算系数取值不当造成误判。为了明确该项检测指标的计算方法,通过理论推导发现,采用振型叠加法可以更为合理地求取该项指标量值。同时,通过对工程实例建立有限元模型与现场动载试验对该方法进行了验证。据此,提出了桥梁结构自振频率检测指标的合理求解公式,并提出了一些桥型截止频率的建议。     

现浇混凝土连续箱梁桥承载力试验研究

以6×20m现浇混凝土连续箱梁桥为试验对象,介绍了钢筋混凝土连续梁桥承载力试验的方法及结果评定过程。通过静载、动载试验和自振特性测试,获得了不同加载工况下桥梁各控制截面测点的挠度、应变、振动频率实测值并与相应理论计算结果进行对比分析,以此对桥梁实际承载能力做综合评价。结果表明,试验孔各测点的校验系数、实测冲击系数以及实测自振频率均满足设计和规范要求,由此评定该桥实际承载能力满足设计要求。     

大跨度钢管混凝土拱桥动力试验与分析

桥梁动力特性是评价桥梁状态的重要依据之一,本文以浙江乌溪江大桥为例,通过比较有限元理论计算和动力试验,通过桥梁冲击系数、自振频率和阻尼比等方面进行桥梁动力性能的比较分析。理论计算与实测结果吻合度较高,对桥梁进行动力试验可以有效客观反映桥梁的真实状态。     

某大跨径双塔单索面矮塔斜拉桥动载试验研究

以某大跨径双塔单索面矮塔斜拉桥为依托工程开展数值仿真分析、动载试验和相关比较分析。分析结果表明:实测主梁前四阶竖向弯曲自振频率均比理论计算值大,结构有一定的刚度储备;实测主梁前四阶振型与计算振型基本吻合,未见明显变异区段;该桥梁的动力特性符合设计要求。在无障碍行车工况下,该桥测试部位的冲击系数均大于计算冲击系数,基本随车速的提高而提高;在制动试验和有障碍行车工况下,该桥测试部位的冲击系数相对较大,表明当桥面不平整时,桥面行车对桥梁结构的冲击效应将明显增大。对于结构基频较小的大跨径矮塔斜拉桥,按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)对桥梁冲击系数取值偏不安全或安全储备偏小,有待进一步研究和探讨。     

某多跨双曲拱桥的荷载试验研究

在建立四川某双曲拱桥有限元模型的基础上,依据桥梁荷载等级确定桥梁荷载试验方案;通过对测试截面挠度、应力及动载试验下桥梁自振频率、阻尼及振型等动力参数进行测定,将试验数值及理论数值进行比对分析,对桥梁的工作状况和承载能力进行评定。     

雅康高速兴康特大桥主桥动力特性分析与试验研究

雅康高速兴康特大桥主桥为1 100m单跨钢桁梁悬索桥,加劲梁主桁采用带竖腹杆的华伦式结构,梁端设粘滞阻尼器。为评估该桥成桥动力性能,采用MIDAS Civil软件建立主桥有限元模型,分析动力特性;进行脉动试验,无障碍行车、制动、跳车和会车4种工况行车试验,对比分析主桥自振频率、振型,以及动应变冲击系数和动挠度冲击系数。结果表明:主桥计算基频较低,符合大跨度悬索桥柔性结构的一般特征,钢桁梁横向抗弯刚度较小,先出现侧弯振型;钢桁梁频率实测值大于理论计算值,实测振型无明显变异,整体刚度与质量分布达到设计目标,实测阻尼较小,实测纵飘振型较为滞后,支座、粘滞阻尼器有效削减了钢桁梁纵向振动;实测冲击系数较小,有障碍行车较无障碍行车冲击作用有所增强,未超规范计算值。     

钢—混组合梁桥动力性能及滑移效应试验研究

对钢—混组合梁桥的动力性能和滑移效应进行综合试验研究和理论分析,并对桥梁的动力性能、滑移效应以及行车的舒适性进行了评价。现场实测钢—混组合梁桥在汽车活载作用下结合面处相对滑移情况,以及桥梁的脉动效应和跑车的自振特性、动挠度、阻尼比等动力响应值,再将现场实测值、规范计算值和有限元计算值进行比较分析。试验结果表明,在最大设计活载作用下,结合面处纵向滑移量平均值小于0.02mm,滑移效应对结构受力性能影响很小,可以忽略不计;钢—混组合梁桥的振动频率较低、柔性较大,阻尼比相对较小;汽车活载作用下,钢—混组合梁桥的结构动力响应和动力特性均良好,能够满足道路行车舒适性的要求。     

动力荷载试验在桥梁运营状态评价中的应用

随着服役年限以及车流量的增加,我国不少桥梁结构均处于带病超负荷工作状态,存在较大的安全隐患。为有效掌握桥梁结构实际运营状况,本研究拟采用动力荷载试验的手段,结合现场试验与有限元对比分析,研究了某大跨度连续箱梁桥的频率、阻尼比、振型以及动力系数等动力参数,结果表明:有限元计算结果与实测数据相对吻合,同时实测频率与理论计算频率比值范围为1. 01～1. 03,依据结构动力学反算的挠度校验系数为0. 94～0. 98,由此可知结构刚度储备不足。