独柱双层高架桥墩柱振动台试验研究-I: 结构动力特性

对独柱双层高架桥墩模型进行了振动台试验,测试和分析了结构水平向动力特性,结果表明:独柱双层高架桥在纵向和横向的对应阶振型形状相似、振型顺序相同;仅取基本振型不足以表征结构主要动力特性;结构高阶振型频率对墩身中上部集中质量的变化较为敏感;墩柱截面开裂会明显降低结构自振频率、增大振型阻尼比,但对结构振型形状和振型顺序影响不大;在偏低的激励强度和振型幅值条件下进行动力特性测试,结构经历强震后的真实损伤状况无法得到准确反映.     

独柱双层高架桥墩柱振动台试验研究Ⅱ:结构地震反应

对独柱双层高架桥墩柱模型进行了模拟地震振动台试验,测试了结构水平向加速度、位移等反应数据,据此计算了墩底和墩身突变截面的地震弯矩,分析了结构损伤发展趋势。结果表明:独柱双层高架桥在水平方向的地震反应主要取决于对应方向前2阶振型贡献;墩柱开裂后,随调幅地震波的次第输入,结构损伤指标随关键自由度最大地震位移增长呈分段线性、梯级上升趋势,并在接近屈服前收敛为常数,此时墩柱截面有效刚度宜根据截面弯矩曲率关系分析确定。     

独柱支承直线连续箱梁桥动力分析

独柱支承直线连续箱梁桥的动力特性与普通双支承连续箱梁相比发生一定改变,而桥梁结构动力特性与活载冲击系数、桥梁抗震性能有着紧密联系。通过有限元计算对比分析独柱支承直线连续箱梁桥和普通支承连续箱梁桥的动力特性差异及其对地震反应的影响。结果表明结构独柱支承连续箱梁桥冲击系数和地震反应仍可按规范和目前工程常规做法进行设计计算。     

振动台试验过程中基于加速度响应的动力特性识别

在一组不同构造类型桥墩抗震性能研究的振动台试验研究中,采用了基于白噪声激励的频率识别方法和直接基于加速度时程响应的频率振型识别方法,对各个试件的动力特性结果进行了研究．与常规振动台试验过程中的动力损伤识别方法不同,建议采用时域随机子空间方法进行结构频率振型的识别．另一方面,针对本实验研究中的桥墩,采用单自由度模型对不同简化程度的模型进行了动力特性比较．分析结果表明：采用动力特性识别方法是合理可行的．     

大跨径钢管混凝土拱桥自振特性分析与动载试验

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。本文通过建立有限元模型进行模态分析和动载试验,以获得大跨径钢管混凝土拱桥的计算和实测自振特性,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,得到横塘港大桥主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。     

桩土相互作用对大跨连续刚构桥动力特性的影响

以一座大跨连续刚构桥为例,采用大型有限元分析软件midas/civil建立了全桥离散有限元模型,分别比较了全桥在承台底固结、等效土弹簧和等效嵌固3种不同边界条件下的动力特性。计算结果表明:桩土相互作用对大跨连续刚构桥的振型顺序和振型状态影响不大,但对频率影响较大。忽略桩土相互作用会使计算频率偏大,桩土相互作用对第2阶振型频率影响最大。采用适当深度的等效嵌固桩径可以模拟桩土相互作用。进行全桥动力特性分析时,不建议采用承台底固结简化模拟,建议采用土弹簧法来模拟桩土相互作用,以获取更为精确的动力特性计算结果。     

钢管混凝土模型拱动力特性分析

通过振动台试验，获得了钢管混凝土模型拱结构的自振频率．利用结构分析软件SAP2000，采用三维梁单元，视钢管混凝土为组合材料，对结构动力特性进行了有限元计算，获得了结构的频率和振型，计算结果与试验结果吻合较好．为了扩大研究的范围，进一步分析了模型拱在不同条件下的动力特性．通过改变拱肋的刚度、横撑数目以及支撑条件，研究了结构频率和振型的变化，分析了影响钢管混凝土拱结构动力特性的因素．结果表明，加强横撑有利于提高结构的横向自振频率，拱肋刚度对结构自振频率影响不大．     

中承式钢管混凝土拱桥动载响应分析

介绍了某中承式钢管混凝土拱桥动载试验的相关内容,包括测点布置、脉动测试、跑车测试、刹车测试以及桥梁结构动力特性评价方法;利用有限元分析软件计算得到桥梁前三阶振型、频率,通过自振频率实测值与理论计算值的对比可知,该桥梁结构刚度良好,有较强的耐冲击性,而且实测结果验证了有限元计算结果。     

润扬大桥北汊斜拉桥的动力分析模型和动力特性的研究

本文使用有限元分析软件MIDAS建立了润扬大桥北汉斜拉桥的三雏有限元动力计算模型，分析斜拉桥动力特性．本文采用了单主梁模型简化桥面系结构，输入加劲梁回转质量以便能更准确地计算结构的扭转振型，使用弹性连接单元模拟了抗风支座．通过动力计算得出大桥的自振频率和振型，分析振型参与质量表格表明应使尽可能多的振型参与动力计算．研究成果为润扬大桥北汉斜拉桥的动力测试提供了理论计算数据．     

结构参数变化对金马大桥动力特性的影响研究

广东金马大桥主桥为双索面混凝土独塔斜拉桥与T形刚构的协作体系,其独特结构体系的成功实施引起了工程界的巨大关注.协作体系的动力特性主要包括体系的自振频率和主振型,它是协作体系结构动力分析的基础和前提.文中通过建立空间有限元模型,对金马大桥这种独特的协作体系结构进行了动力特征分析并给出了前20阶频率和前6阶的振型, 同时研究了各种结构参数变化金马大桥协作体系结构的动力特性的影响,对其影响规律作了详细的讨论.     

三塔斜拉桥的动力特性研究

桥梁结构的动力特性是结构抗风性能和抗震性能研究的基础。以在建的某跨海大桥为工程背景,采用通用有限元软件ANSYS建立本桥空间有限元模型。计算分析了不同的索塔形状(双曲海豚塔和主直副曲海豚塔)斜拉桥的动力特性。分析结果表明:两种结构的斜拉桥的振型基本相同,但双曲海豚塔斜拉桥的频率较主直副曲海豚塔斜拉桥的高。     

中承式系杆拱桥自振特性影响因素分析

采用大型结构通用软件Midas/Civil,对一座中承式钢筋混凝土系杆拱桥进行了结构自振特性的数值模拟分析,取得了结构自振频率和自振振型等动力参数,并对振型进行了描述,通过变换桥梁的主要结构参数来对比分析了它们对结构自振特性的影响.计算结果表明,桥面板的厚度、混凝土弹性模量以及拱肋刚度的变化均对自振特性有重要影响,研究结论可以为同类桥型的设计提供参考.     

钢桁梁桥的损伤诊断研究

首先针对基于动力特性和人工神经网络的桥梁结构损伤诊断研究情况作了简要介绍,主要工作是将动力特性参数作为神经网络的输入数据,以改进的频率和振型动力特性组合指标参数对钢桁架简支桥梁结构进行了损伤识别,识别结果表明对钢桁架简支桥梁的损伤位置识别误差较小,对损伤程度的识别效果稍差,识别方法还需要进一步改进。     

独塔斜拉与连续刚构组合桥梁动力特性及参数影响分析

为分析国内首座独塔斜拉连续刚构组合结构体系铁路桥梁的动力特性,以Midas/Civil 2006为平台,介绍其空间有限元模型的建模策略;采用子空间迭代法对这种独特的组合体系进行动力特性分析,给出了前10阶频率和相应的振型;同时,分别计算了恒载集度和弹性模量2种主要结构参数变化对动力特性的影响,并对其规律作出了讨论分析。计算结果表明:斜拉刚构组合结构振动特性兼有斜拉桥和刚构桥的特点,受恒载集度和弹性模量等结构参数变化影响较大。     

独塔斜拉与连续刚构组合桥梁动力特性及参数影响分析

为分析国内首座独塔斜拉连续刚构组合结构体系铁路桥梁的动力特性,以Midas/Civil 2006为平台,介绍其空间有限元模型的建模策略;采用子空间迭代法对这种独特的组合体系进行动力特性分析,给出了前10阶频率和相应的振型;同时,分别计算了恒载集度和弹性模量2种主要结构参数变化对动力特性的影响,并对其规律作出了讨论分析。计算结果表明:斜拉刚构组合结构振动特性兼有斜拉桥和刚构桥的特点,受恒载集度和弹性模量等结构参数变化影响较大。     

芜湖长江大桥连续板桁结合梁的动力特性研究

简要论述了振动模态分析方法,并指出有限元分析模型在结构整体监测中的重要性。根据芜湖长江大桥连续板桁结合梁的结构特点,建立了桥梁的三维空间有限元分析模型,然后采用ANSYS有限元分析程序对大桥的动力特性进行了分析,获得了连续梁桥的自振频率和振型;并与实测结果进行了对比。     

松花江大桥扩建工程竣工动载试验方案及评估

以松花江大桥扩建工程为背景,在动荷载试验中,获得大量桥梁结构振动系统的各种振动量如位移、应变、加速度等的时间历程曲线。经过对实测振动波形进行分析与处理,对结构的动态性能做进一步分析,获得振幅、阻尼比、振型、冲击系数等参数;通过频域分析得到振动能量按频率的分布情况,从而确定结构的频率和频率分布特性。综合评价桥梁结构的动力性能。     

下承式预应力混凝土桁架桥自振特性研究分析

运用大型有限元通用软件ANSYS,对一座下承式预应力混凝土桁架桥的自振进行了有限元研究分析,得到了自振频率、振型等动力参数,分析了其振型特征;通过调整桁架桥的主要结构设计参数,分析了它们对自振特性的影响。桥梁实例有限元计算的自振特性数值和实测值较相近,能够基本反映结构的实际状况。通过对该类桥梁自振特性的研究分析,掌握了其基本的动力响应特征和主要的影响设计参数,可以指导设计,还可为桥梁使用过程中的健康检测和维护提供基础性数据。     

高速铁路模型箱梁静力非线性和动力损伤关系研究

桥梁结构在荷载作用下的静力非线性与结构动力特性之间的关系是结构损伤识别领域的重要问题。基于高速铁路模型箱梁的重复荷载试验,采用平面非线性有限元分析方法对静力非线性和动力损伤之间的关系进行了研究。通过定义混凝土等效应力－等效塑性应变曲线来定义其弹塑性行为。对数值模型加载到各级荷载后卸载进行动力特性分析,即卸载后计算自振频率和振型。计算结果表明：采用平面非线性有限元分析方法可以比较准确地对箱梁模型进行非线性分析,除了初始模型刚度存在一定误差外,结构的骨架曲线的特征值、加卸载刚度和残余位移吻合较好。在进行非线性分析后进行动力特性是分析可行。竖向频率值的变化能够反映静力非线性发生后结构的损伤出现和损伤的发展规律,这为结构动力损伤识别提供了有效的途径。     

桩土效应对大跨度连续刚构桥竖向振动特性的影响

以一座大跨度连续刚构桥为例,采用有限元软件Midas Civil建立了考虑桩土效应和不考虑桩土效应的有限元模型,对比分析了桩土效应对结构动力特性的影响,计算结果表明:桩土效应对桥梁结构的振型变化影响不大,但对其自振频率影响较大,且随着振型阶数的增加,误差就越大;等效嵌固法在合理的取值范围内能有效地模拟桩土效应,建模相对简单,对于地质条件差、跨径大且结构形式复杂的桥梁,为获取精确、符合实际的结构动力特性计算结果,建议采用m法模拟群桩效应。