刚性系杆柔性拱桥模型试验研究

新城黄河公路大桥为装配式预应力钢筋混凝土系杆拱桥,桥梁运营时间超过40年,在活载作用下存在明显的结构振动病害.为系统研究该桥动力特性,制作该桥模型进行动力试验,根据π定理推导出模型桥与实桥的频率相似关系,进而对模型桥试验结果与实桥测试结果进行分析比较,证明提出的相似关系正确,试验数据可信,并提出提高该桥低阶自振频率、提高桥面系刚度的建议.     

朔黄重载铁路子牙新河特大桥技术状态评估

为了评估重载铁路桥梁的技术状态,对朔黄铁路子牙新河特大桥进行了动力试验。利用冲击振动试验法识别桥墩横向自振频率以及梁体横向和竖向自振频率。动力试验中,通过测试运营列车作用下梁体控制截面的梁体振幅和加速度的响应,并将突测结果与《铁路桥梁检定规范》规定的限值比较。结果表明,梁体各项动力参数指标均满足规范要求,这说明梁体结构的运营性能良好。该桥部分桥墩之前进行过加固,为了评估加固前和加固后桥墩结构的动力性能,试验选取典型桥墩进行动力测试分析。比较加固前后桥墩振动参数的变化情况。评估结论可验证桥墩加固效果,为其余桥墩是否需要加固提供数据支持。     

铁路简支梁桥基础刚度的静动力影响研究

为考察基础布置形式对桥梁静、动力性能的影响,设计一座55跨不同墩高的双线简支梁桥,采用有限元法分析对比2种基础自身刚度差异和基础-墩组合刚度差异,及桥梁结构动力特性和车-桥耦合振动特性.研究结果表明,考虑基础刚度后所得基础-墩身组合刚度较墩身刚度下降明显,横桥向刚度下降尤其显著;基础刚度对桥梁结构的自振特性影响有限;车辆通过桥梁时,车辆动力响应对桩基础布置形式的差异不敏感;基础刚度对桥墩顺桥向振动幅值影响较小,对桥墩横桥向振动幅值影响较为明显.在高速铁路上,应当考虑基础刚度对桥梁横向振动的影响.     

基于抗震性能加固拱桥的力学特性分析

该文阐述了某病危拱桥病害产生的机理,采用空间杆系分析方法,借助计算程序TDAPⅢ建立空间模型,对该桥加固前后基于抗震性能的动力特性进行研究。结果表明:增大拱上立柱和腹拱圈的整体刚度,能有效地提高结构自振频率,增强结构的抗弯和抗剪性能,从而提高结构的抗震能力。     

施桥运河大桥动力特性分析

自振特性是反映桥梁动力特性的主要模态参数,包括自振频率和振型,反映出桥梁的刚度指标,是评价桥梁动力性能的主要依据。文中采用MIDAS有限元程序,建立跨径为132m的钢管混凝土系杆拱桥三维空间模型,对全桥开展动力特性分析,并通过脉动试验对理论分析进行校核,结果表明实测值与理论计算值吻合良好。     

朔黄铁路南排河特大桥健康状态评估研究

为研究桥梁结构在水流冲刷作用下的健康状态,对朔黄铁路南排河大桥进行了动力测试。测试内容包括粱体横竖向振幅、自振频率、梁底应变、梁跨中挠度、支座横向位移以及桥墩自振频率和墩顶横向振幅。测试结果中除了墩顶横向振幅和桥墩自振频率外均能满足《铁路桥梁检定规范》规定的限值。这说明桥墩的横向刚度偏小,需采取一定的措施进行加固。试验中还比较了脉动法、余振法和冲击振动法等测量自振频率的方法之间的差异,推荐采用冲击振动法测试桥梁自振频率。     

现行桥梁检测加固方法探讨与实例分析

分析了桥梁损伤产生的原因,对比了桥梁的不同加固方法.通过对某下行线预应力混凝土简支梁加固后的实验结果分析,以跨中实测横、竖向振幅,振动加速度以及动扰度曲线为依据,研究了在提速列车作用下加固后桥梁自身的动力特性及其动力响应.对加固前后桥梁的动力特性进行了比较.     

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。     

基于Abaqus的大跨度板式加劲梁悬索桥的自振特性分析

运用数值积分法,并通过Abaqus有限元软件建立模型,对大跨度板式加劲梁悬索桥自振特性进行分析,避免结构的设计自振频率与风、地震的波动频率过于接近,而产生过大的结构动力放大系数。通过改变悬索桥矢跨比、边跨与中跨比、桥面系质量、吊杆抗拉刚度、横梁数量及位置等结构参数,探讨其对自振特性的影响。结果表明:横梁数量及布置方式、矢跨比、吊杆抗拉刚度变化对自振特性影响较大;自振频率随着桥面系质量、边跨与主跨的比值的增大而减小等自振特性规律,为板式加劲梁悬索桥结构特性优化设计提供依据。     

大跨外倾式拱桥动力特性分析研究

桥梁自振特性是其动力分析的重要参数,包括自振频率、振型及阻尼比,它们取决于结构的组成、刚度、质量分布及约束条件。要研究桥梁结构的抗震、抗风等动力性能,必须了解桥梁结构的自振特性。大跨度外倾式拱桥的结构构造比较复杂,其动力特性与一般的拱桥不同。该文通过对某外倾式拱桥的动力特性分析,为该桥抗震分析提供参考和依据。     

新西海桥的振动特性及舒适性评价研究

以日本首座公路钢管混凝土拱桥——新西海桥为对象,进行该桥的自由振动特性分析,采用考虑路面不平整的桥梁与车辆相互作用力学模型,分析了在移动车辆作用下该桥的动力特性,包括冲击系数和舒适度评价。研究结果表明,在移动车辆作用下钢管混凝土拱桥主跨的拱肋和桥面冲击系数都较小,钢管混凝土拱肋的振动小于主桥桥面的振动。从振动舒适性的观点看,采用纵横梁格构桥道体系的新西海桥在车辆荷载作用下拱肋、桥面和人行桥均满足舒适性要求,具有较好的行车性能。     

基于振动分析的混凝土刚架拱桥典型病害研究

针对刚架拱桥出现的病害,建立典型混凝土刚架拱桥空间结构有限元模型,分析其动力特性和结构损伤之间的关系,重点研究横向联系体系对动力特性的影响。进行基于环境激励的刚架拱桥模态试验和振动响应测试,并与有限元分析结果进行了比较。分析结果表明,刚架拱桥桥面1阶扭转振型的自振频率对横向联系体系的约束作用非常敏感,可作为反映刚架拱桥结构损伤的特征参数。     

基于车桥耦合振动的RC系杆拱桥加固效果评价

为了对采用吊拉主动加固方法的钢筋混凝土系杆拱桥进行基于车桥耦合振动分析的加固效果评价,首先,利用ANSYS软件建立空间梁、板和杆单元的桥梁结构有限元梁格模型,并选取三轴9自由度的车辆模型及路面不平度等级B分别模拟实际车辆及桥面状态,将梁格模型调入BDANS软件,通过数值模拟车、桥动力响应,计算得到桥梁动位移、加速度响应,研究加固前后桥梁控制截面所受到的动力冲击作用;然后,分析桥梁加固前后不同位置加速度响应的频谱特征;最后,对依托工程动力特征、动态响应及车桥耦合作用的实测值与理论值进行比较分析。结果表明：通过该方法加固后结构的竖向自振频率较加固前均有提升,但提升幅度较小;加固前后结构不同位置的动力响应随车速增加呈逐渐增大的趋势,且车速在60～80 km·h^-1时,加固后结构跨中截面的动力响应降幅最大;加固后结构控制截面的加速度均方根值小于加固前,根据其变化幅值建议车辆通过加固后桥梁结构的速度为60 km·h^-1,以保证行人过桥时的体感舒适度、通行效率及行车安全;通过理论值与实测值的对比分析,验证了基于车桥耦合振动分析方法对桥梁结构加固后行车性能评价的有效性。     

朝阳市东大桥钢管混凝土拱桥设计

朝阳市东大桥主桥采用中承式钢管混凝土系杆拱桥(30m 120m 30m)。详细论述该主桥的总体设计、构造特点、内力计算和结构设计。内力分析及结构设计时,钢管混凝土的力学参数(刚度、强度)取值考虑钢管与混凝土之间的紧箍力的影响,按照钢管混凝土统一理论计算。考虑到该种结构存在车桥振动较大的问题,在结构分析中尤其重视了动力特性的计算,并从结构设计上采用加大桥面系刚度和拱肋之间的横撑刚度等措施来改善桥梁的动力特性,同时对拱桥的稳定计算进行了较为详细的讨论。最后给出了此类结构设计中应注意的问题和建议。     

爆炸荷载下钢筋混凝土桥面板损伤机理研究

为揭示钢筋混凝土桥面板在爆炸荷载作用下的动态力学响应及损伤机理，在RHT动态本构和显式动态数值分析模型合理性验证的基础上，研究了不同TNT当量、板厚度以及钢筋直径对桥面板受爆力学性能的影响。研究结果表明：基于RHT动态本构的显式动态数值分析结果与构件抗爆试验表征一致，能够反映结构在爆炸荷载下的动态力学响应和损伤机理。TNT炸药当量是影响钢筋混凝土桥面板破坏形态的主要因素，在小当量条件下（2 kg TNT），结构发生轻微损伤，板在2个方向力学特征与单向桥面板的受力规律一致，同时应力及变形时程曲线呈自由振动特征，振动周期为3.68 ms。TNT当量逐渐增加时（5，10 kg TNT），桥面板在数毫秒内发生损伤，板在2个方向最大正应力逐渐趋于一致，损伤特征主要表现为局部冲剪破坏，刚度下降后导致其振动频率降低，振动周期分别增加至4.38，8.64 ms。TNT当量进一步增加时（20 kg TNT），结构直接发生大范围冲剪破坏，并迅速失效。板厚增加能够显著提升结构的抗爆性能，增加13%及30%时，损伤区域范围分别降低57.5%及82.5%。钢筋直径增加时，在一定范围内提升了结构刚度，但对于结构的整体抗爆性能改善并不显著。     

宽幅下承式空间多索面异型系杆拱桥设计关键技术

以外秦淮河大桥为工程背景,采用Midas Civil对该异型拱桥进行仿真模拟,首先探讨了不同主梁刚度、拱肋刚度两个参数条件下的拱桥结构受力性能影响规律;其次考虑异型拱桥结构最不利情况,进行了强度、刚度验算分析;另外计算了桥梁结构前五阶振型及自振频率,分析了其动力特性;最后针对拱肋可能会发生的失稳情况,进行了拱肋稳定性设计分析。结果表明：主梁与拱肋的变形、应力均满足设计要求;在10%~20%范围内改变主梁、拱肋结构刚度对结构受力影响较小,外秦淮河大桥作为城市交通景观桥梁,主梁与拱肋构造设计仍有一定的优化空间;桥梁前5阶的自振频率在0.49~1.25 Hz之间,动力性能较好,为抗震设计提供了参考;该异型拱桥结构具有较好的稳定性能。     

钢管混凝土拱桥在移动车辆荷载作用下的振动分析

以某主跨110m的自锚式钢管混凝土中承桁架拱桥为对象,分析了该桥的自由振动特性和移动车辆荷载作用下主跨桥面系的振动特性。计算结果表明:采用单轴和双轴移动车辆模型计算出的桥面系振动特性差别不大;不同车速的移动车辆荷载引起桥面系的振动响应不同,车速快时,桥面系竖向振动的最大位移减小,竖向振动的最大速度和加速度增加。     

大跨中承式钢管混凝土拱桥桥道系合理位置分析

从功能和构造要求及美学的角度系统地论述大跨中承式钢管混凝土拱桥的桥道系相对位置的设置方法,探讨桥道系相对位置对桥梁结构的稳定与振动的影响,并对部分大跨中承式钢管混凝土拱桥的桥道系相对位置进行统计分析。研究表明:将衡量桥道系相对位置的参数c(桥道系距拱顶的高度与矢高的比值)设在0 6左右为合理位置,可使桥梁结构具有较好的横向稳定性和动力性能,并具有较强的美感。     

基于桥梁荷载试验的山区大跨径拱桥横向刚度研究

基于桥梁荷载试验分析了山区大跨径单箱室截面拱桥横向刚度,并与理论研究进行对比分析。通过挠度横向对比分析得出,在正载及偏载作用下横向挠度未出现较大差值,且整体回复正常,主桥未出现扭转趋势,主拱圈测点泊松效应在合理范围,主拱圈前三阶实测频率大于理论频率且振型未出现横向弯曲,表明主拱圈横向刚度较好,结构实测整体刚度大于设计值,结构能满足实际需求。     

客运专线铁路(60+128+60) m连续梁拱桥动力性能分析

以高速客运专线铁路上跨度(60 128 60)m连续梁拱桥为研究对象,采用空间有限元分析模型,计算桥梁的自振特性,探讨横撑刚度和拱肋截面形式对桥梁自振特性的影响,评价桥梁的动力性能和列车运行安全性与舒适性。