群桩基础桥墩的自振特性计算

在已有的研究基础上，将群桩基础桥墩作为一个空间整体，改进了群桩基础桥墩自振特性的三维计算模型。该模型采用半数值半解析的方法对群桩基础进行了模拟，建立了桩基新的等效刚度矩阵，可以充分考虑群桩的布置、地基土的状况，具有较强的适应性，并且计算方便。在些模型基础上编制了有限元程序，其计算结果与通用程序及实测值吻合较好。利用该程序分析了桥墩的参数对自振特性的影响，这些分析对于桥墩的抗震设计和病害检测都具有参考价值。     

铁路桩基础桥墩病害诊断动力测试及评定方法

通过现场测试和有关应用研究，研究了铁路群桩基础桥桥墩病害诊断的动力测试和评价方法，提出了群桩基础桥墩状态评价的有关指标．通过对比分析，阐述了现行《铁路桥梁检定规范》给定的墩顶横向位移限值和自振频率限值的计算表达式不适用于群桩基础桥墩．     

铁路桩基础桥墩病害诊断动力测试及评定方法

通过现场测试和有关应用研究,研究了铁路群桩基础桥桥墩病害诊断的动力测试和评价方法,提出了群桩基础桥墩状态评价的有关指标.通过对比分析,阐述了现行<铁路桥梁检定规范>给定的墩顶横向位移限值和自振频率限值的计算表达式不适用于群桩基础桥墩.     

桥墩病害动力测试分析

便利的桥梁破损检测方法是目前研究的重点，本文介绍了一种利用动力实验检测桥梁破损的方法。该方法首先建立了群桩基础桥墩的有限元计算模型，用以计算正常情况下桥墩的动力特性，模型中通过引入自由度缩减技术，使有限元划分能与现场测点布置相适应，计算简单，并且精度满足工程要求；然后通过在现场布拾振设备，采集实验数据，利用模态分析技术，获得病害桥墩的自振特性，由于桥墩的病害，实测与计算得到的自振特性存在区别；第三步，根据系统动力方程，推导了破损因子，通过计算该因子，可以判断桥墩的破损位置和破损程度，最后，作者介绍了某大桥一病害桥墩的动力检测过程和结果，并利用实验数据和破损因子对桥墩的破损状况进行评估，评估的结果与桥墩的实际观察比较认为，该动力检测方法能够正确反映桥墩的实际情况。     

高墩连续梁桥变截面桥墩自振频率计算的频率合成法

采用瑞利法和Southwell频率合成法,将基频表示成各惯性元与复位元所组成的子系统的频率合成,导出了变截面桥墩自振频率下限的计算公式。然后,用有限元模型验证该公式的正确性,并分析了不同变截面系数及不同类型的弹簧约束刚度对变截面桥墩自振频率的影响。研究结果表明:采用有限元建模计算基频,其结果与公式计算结果接近,证明近似公式计算精度高。该方法适用于各种类型的桥墩和高耸建筑,对桥墩结构状态的评定具有参考作用。     

通过探测基础刚度评估重载铁路简支梁桥冲刷的影响

采用冲击振动试验法对一重载铁路多跨简支梁桥的自振频率进行了实际测量,根据Southwell频率合成法和能量守恒原理推导了桥墩自振频率和基础刚度之间的关系。分析了水流冲刷对桥墩基础约束刚度的影响。现场试验结果表明:大沙河特大桥桩基础受到水流冲刷作用后,自振频率会出现较为明显的下降,基础刚度下降20%左右,但依然满足设计使用需要;在桥梁实际运营养护中,对位于主河道的桥墩应进行重点关注。     

地基柔性效应对铁路连续梁桥弹塑性地震反应的影响

以某高速铁路大跨连续梁桥固定墩纵桥向的弹塑性地震反应为研究对象,建立考虑地基柔性约束效应的单墩动力计算模型,分析地基柔性效应对桥墩动力特性及弹塑性地震反应的影响规律。结果表明:地基比例系数m值的改变对桥墩的1阶自振频率影响较明显;随着地基比例系数m值的降低,墩顶位移及基底位移逐渐增加;地基越软,桥墩的弹塑性地震反应有增大的趋势。为了更加合理的描述桥墩的塑性状态,建议对软土场地桩基础钢筋混凝土桥墩进行延性抗震设计时,优选墩底曲率延性指标进行评价。     

桥墩模态分析的一种新方法

以既有实测资料的桥墩为原型,用三维块体单元模拟墩身,用GOODMAN无厚度单元模拟桥墩与地基土的相互作用,建立了考虑三维耦合有限元单墩模型。并利用现场测试资料,对模型进行了验证和参数优化。然后分析不同基底约束、不同单元形式和不同墩身截面形状对桥墩自振特性的影响。对几座典型桥墩进行了自振特性的仿真分析。经与实测值对比,建立的三维实体单墩模型能够比较准确地计算各种桥墩的自振频率。计算表明,圆端型桥墩与截面积相等的等效矩形桥墩的自振特性非常接近,因此,仿真计算中可用矩形桥墩代替圆端形桥墩,可以节省计算资源,简化建模工作量,而且误差较小。     

铁路桥梁基础受冲刷对桥墩自振特性的影响分析

以城鸡线2K+614 m桥5号桥墩为研究对象,通过挖开桥墩基础周围覆盖层土体的不同厚度模拟基础受冲刷程度,运用冲击振动试验法进行桥墩自振特性测试,分析桥梁基础受冲刷对桥墩自振特性的影响。结果表明:桥墩基础周围覆盖土层厚度的减少会降低桥墩的自振频率,并使桥墩的刚体摆动趋势增强;减少的土体越靠近地面对桥墩自振频率的影响越大。采用弹性系数模拟桥墩基础周围土体对桥墩的约束,建立有限元模型,并通过改变弹性系数值模拟覆盖土层厚度变化对基础的约束影响,分析基础在不同冲刷程度下桥墩自振特性的变化规律。用有限元法、能量法和回归法分析覆盖土层厚度变化对桥墩自振特性影响的结果与实测结果的比较表明:有限元法比能量法和回归法能更好地预测基础受冲刷对桥墩自振特性的影响。     

桩基桥墩自振频率的近似计算

＜＜铁路桥梁检定规范＞＞中规定的桥墩自振频率计算方法，其适用范围不包括桩基式桥墩。桩基桥墩的振型形式是墩基产生一定位移，墩顶为一自由端的悬臂结构。它与扩大基础桥墩的基底嵌固的情况有所不同。     

识别中低高度桥墩自振频率的冲击振动试验法

在分析既有频率识别方法的基础上,对利用冲击振动试验识别中低高度桥墩频率的方法进行研究.桥墩在白噪声冲击荷载作用下的速度响应频谱非常复杂,往往出现多个卓越频率,如果仅一个卓越频率对应180°相位角,则可明确判定其为桥墩的自振频率,其他卓越频率可能为相邻梁或桥墩的自振频率,可通过分析它们自身响应频谱的方法进行频率认定.如果出现桥墩响应频谱中多个卓越频率对应180°相位角的情况,需要结合相位曲线特征进行频率识别满足相位曲线连续横跨180°线的卓越频率是桥墩的自振频率,相位曲线在其后出现突降的卓越频率仍就是相邻梁或墩的干扰频率.用冲击振动试验法可以对桥墩响应频谱中的干扰频率进行鉴别,准确识别出中低高度桥墩的自振频率.     

既有铁路浅基桥墩的加固设计和施工技术

青海省东部湟水河一既有铁路浅基桥墩受常年流水冲刷影响基础和桥墩局部冲刷严重,导致河床对基础的约束强度降低,桥墩自振频率和横向振幅超限,横向刚度严重不足。据此,提出对既有基础底部进行注浆处理,增补桩基和外包钢筋混凝土加固既有桥墩的方法,介绍了主要加固设计内容及主要工序的施工技术。通过理论分析可知该加固设计对于提高桥墩横向刚度和自振频率有显著效果,可为既有铁路浅基桥墩及相关结构的加固提供参考。     

既有铁路桥梁空心高墩动力评价

针对《铁路桥梁检定规范》在空心桥墩动力性能评价方面的局限性,提出参照相同外形实体桥墩的通常值、类比前期实测数据、理论计算三者相结合的方法进行空心桥墩动力性能综合评定,并应用此方法对南昆线上2座典型桥梁16个空心高墩的横向自振频率和横向振幅进行评价。可供相关单位桥梁检定和规范修订时参考。     

大跨铁路连续刚构桥地震力分析

以新建松陶铁路跨第二松花江大跨度连续刚构桥为研究对象,运用midas对其动力特性进行了分析,得到了成桥状态下结构的自振特性及有效振型参与质量,确定了运用反应谱法对地震作用进行振型组合时所必须的振型阶数,并结合反应谱法对该桥进行了地震反应分析,分别得到地震作用下结构的反应最大值,同时根据抗震计算结果对桥墩和桩基础进行配筋验算。     

墩高20～30m铁路桥梁的病害诊断及对策

从设计、现状情况等方面进行对比,初步了解梁体、桥墩的横向刚度变化情况;结合桥墩实测横向自振频率与不同埋深情况下的《检规》通常值比较分析,指出了中、高墩周围土体约束情况对桥墩横向刚度的影响及桥墩可能存在的病害;根据试验资料综合分析,进一步明确了墩、梁技术状态及整治对策.期望为中、高墩桥梁的病害诊断及整治提供参考.     

刚度互等原理在李子沟特大桥设计中的运用

介绍了内昆铁路李子沟特大桥在桥梁横向自振特性以及超百米高墩自振特性分析过程中如何运用刚度互等原理进行超大群桩基础及超百米高墩墩顶约束刚度等代模拟的方法,以期抛砖引玉,供广大同行们参考、讨论.     

朔黄重载铁路水中桥墩服役性能试验研究

以朔黄重载铁路一水中桥墩为对象,分析在重载列车作用下的横桥向振幅,利用冲击振动试验法测试了横桥向自振频率,并依据规范初步判断桥墩整体健康状态,进而采用模型修正方法对桥墩的病害位置和程度进行了定量评估。评估结果表明:水中3个桥墩的墩身质量良好,流水局部冲刷造成的基础约束弱化是桥墩横向刚度偏弱的主要原因。     

四线铁路高墩结构设计研究

通过对包头西安铁路史家河特大桥桥墩的设计,对双柱门式墩结构的计算、参数优化等进行了介绍。采用空间有限元分析模型,计算了桥梁的自振特性。采用车桥耦合振动理论,评价了桥梁的动力性能和列车运行安全性与舒适性,为同类桥墩的设计提供参考。     

大准铁路32m预应力混凝土梁桥横向动力性能试验研究

根据大准铁路32 m预应力混凝土梁桥的实测横向振动数据,综合分析了32 m预应力混凝土梁桥的横向动力性能。结果表明:32 m预应力混凝土梁桥的横向振动在很大程度上是由于桥墩的振动引起的,而桥墩横向振动与货列的激励频率、桥墩的自振特性有关,当墩高大于20 m时,由于其有载自振频率低,在货列重车速度较低下就可能导致横向共振现象。     

临界参数法在重载铁路轻型桥墩加固中的应用

研究目的:重载运输快速发展引起桥墩振动加剧并影响列车安全运营,针对采用混凝土连接加固双柱式轻型桥墩中加固参数难以选择问题,本文提出一种基于双指标控制的临界参数法并完成实桥工程应用。研究结论:(1)墩身横向刚度和桥墩横向自振频率是临界参数法的两个双控指标,加固厚度和加固高度分别是固定参数和可变参数,在确定临界参数时需考虑加固效果、加固成本和后期维护便捷多种因素;(2)对于双柱式桥墩,加固厚度取大于墩身直径20 cm,60%的原始墩高为临界加固高度,加固后桥墩刚度和自振频率显著提高,增幅均在70%及以上;(3)采用临界参数法进行桥墩加固工程应用,加固后桥墩横向频率增幅接近100%,墩顶横向振幅降低50%以上,加固效果明显,而加固费用、施工难度和工期大大降低;(4)本研究成果可为进一步研究重载铁路轻型桥墩加固问题提供参考。