环境振动对混凝土强度的试验研究

通过对试验现场地表振动加速度采样分析,得出地面竖向振动加速度的时程幅值和主要频率为0.8m/s2和15~25Hz,并且随着距振源距离的增加振动强度不断衰减,靠近振源测点的振动情况能够更好的反映出列车通过时地表振动的动力特性。通过对浇筑成型的混凝土施加环境振动,得出终凝前混凝土在受振情况下抗压强度得到提高,并且混凝土的早期抗压强度提高的幅度较标准强度大,而终凝后混凝土在环境振动作用下抗压强度基本不发生变化。     

腹板开孔对轨道交通箱梁振动噪声的影响

实测了城市轨道交通简支箱梁各板件的振动与近场噪声, 结合板件声辐射理论研究了箱梁结构振动辐射噪声和箱梁振动的关系; 基于箱梁结构噪声易产生绕射的低频特性, 计算了矩形混凝土板件在不同开孔工况下辐射的结构噪声变化情况; 在考虑箱梁腹板开孔的基础上建立了车辆-轨道-箱梁耦合有限元模型和箱梁振动-结构噪声有限元-无限元模型, 分析了箱梁腹板开孔前后各板件的振动和结构辐射噪声变化情况。研究结果表明: 箱梁板件声辐射效率随频率的增加并不呈现线性关系, 箱梁各板件近场低频(低于250 Hz) 辐射噪声与结构振动加速度级也并非简单的线性关系, 箱梁辐射噪声由箱梁振动和箱梁各板件声辐射效率共同决定; 对于两端简支的开孔板件, 在开孔率基本一致(0.4%左右) 的情况下, 开孔直径越小, 板件振动辐射噪声声压级越小; 采用有限元-无限元方法模拟箱梁近场低频结构噪声, 既能解决单独采用有限元法时声场边界反射的影响, 也避免了采用有限元-边界元方法时多软件交叉使用的不便; 腹板开孔虽然增加了箱梁板件在某些频率(100~125 Hz) 处的振动响应, 但由于箱梁内、外部声场连通, 使得声短路效应增加, 降低了板件的声辐射效率和相应频段的噪声; 腹板开孔后在1~250 Hz频段内顶板、底板和腹板附近的总声压级分别降低了9.43、2.74和1.63 dB, 从而使箱梁结构噪声得到了控制。      

新、老混凝土粘结抗剪强度试验

依托高速公路桥梁加固工程,以切槽深度、粘结面倾角、振动频率及植筋为参数,对102个新、老混凝土粘结试件进行了抗剪试验。试验结果表明：当倾角相同时,切槽深度对粘结面抗剪强度的影响较小;随着倾角增大,口粘结面的抗剪强度不断增大;当倾角超过30°时,试件不从粘结面破坏,此时粘结面不再是最薄弱部位。当频率低于9Hz时,振动能提高粘结面的抗剪强度;当频率大于9Hz时。振动会削弱粘结面的抗剪强度。植筋可提高粘结面的抗剪强度,且提高值与植筋率呈线性关系;当植筋方向垂直于粘结面时,能获得最好的粘结效果;在一定范围内,随着植筋深度的增加,粘结面的抗剪强度逐渐增大。     

提速客车转向架安全吊座疲劳失效机理与改进方法

分析了提速客车转向架安全吊座孔附近产生的疲劳裂纹特征, 提出共振现象造成的结构振动疲劳是该部位产生裂纹最主要原因的假设; 通过有限元仿真得到安全吊杆的前110阶模态振型, 分析了各阶模态频率; 进行线路实测加速度与动应力试验, 得到等效应力、加速度及其主频, 并与有限元仿真结果进行对比分析; 在掌握了安全吊座失效机理的基础上, 通过结构改进与调整连接方式优化安全吊杆结构及其固定方式; 对新结构进行线路实测试验, 并对其安全性与经济性进行评估。研究结果表明: 受普通客车运行线路条件影响, 安全吊杆振动频率(加速度主频为91.78 Hz, 动应力主频为91.00Hz) 与有限元计算的第4阶模态频率(95.79Hz) 相近而产生共振; 安全吊杆的纵向加速度功率谱密度远大于其横向值与垂向值, 这与列车的运行方向相吻合, 因此, 振动疲劳使得安全吊座孔边产生裂纹; 在螺栓孔两侧增加5mm厚垫片, 并且将安全吊杆由钢板折弯结构更改为钢丝绳柔性结构能够最大程度降低螺栓孔处等效应力幅值, 减少疲劳损伤累积; 改进后的安全吊杆满足1 200万公里的使用要求, 取得较好的经济效果。      

水泥凝结时间测定影响因素分析

水泥凝结时间对水泥混凝土施工有较大影响,初凝时间过短会影响混凝土拌和料的运输和浇注,终凝时间过长会影响混凝土工程的施工进度,如何准确试验得出水泥凝结时间对于建筑工程而言具有重要指导意义。通过研究不同条件下测定的水泥凝结时间,分析产生水泥凝结时间测定误差的主要因素,按影响程度从大至小依次为不同人员的操作手法、标准稠度用水量、成型装模质量、操作时间的长短等。     

负载波动激扰的机车牵引齿轮振动特性

针对负载波动激扰的机车牵引齿轮振动问题,建立了机车牵引齿轮的动力学方程,利用平均法得到了齿轮振动频率与振幅,分析了振幅变化趋势与参数变化对齿轮振动稳定后振幅的影响规律,并进行了仿真试验。分析结果表明:负载力矩是振动速度的函数;振动频率为一个定值,当蠕滑速度分别为0.8、0.2m·s~(-1)时,齿轮的振动频率均为335.0 Hz,非常接近理论值334.8 Hz;根据不同的情况,振幅逐渐减小至0或逐渐增大至一个稳定的值;当蠕滑速度为0.8m·s~(-1)时,齿轮振动稳定后的振幅随着齿轮啮合刚度和啮合阻尼的增大而减小,随着小齿轮上的等效转动惯量和机车轴重的增大而增大,因此,增大齿轮啮合刚度和啮合阻尼、减小小齿轮上的等效转动惯量和机车轴重有助于降低齿轮的振幅。     

列车荷载对板式无砟轨道力学性能的影响分析

为研究无砟轨道混凝土在客、货车作用下的劣化规律,基于损伤力学概念,引入损伤变量对混凝土室内循环加载进行试验研究. 首先,建立钢轨-扣件-轨道板-CA砂浆层-底座板-地基有限元实体模型,获取试件试验等效应力水平,通过列车车速确定加载频率,然后确定合理的荷载组合模拟工况;其次,应用MTS加载系统对混凝土试件进行循环加载测试,利用无损检测系统测试了不同加载次数下混凝土的动弹性模量以及抗折强度;最后,将动弹性模量和抗折强度作为损伤变量,根据测试结果得到不同应力水平、加载频率作用对轨道板材料力学性能劣化规律的影响. 试验结果表明:在客货车荷载作用下,动弹性模量的损伤程度在加载200万次时约为抗折强度的损伤程度的2倍;应力水平一定时,加载频率越小,混凝土动弹性模量以及抗折强度的损伤程度越大,并且在10 Hz与15 Hz频率之间较明显;加载频率一定时,应力水平越大,混凝土动弹性模量以及抗折强度的损伤越严重,应力水平为0.7的混凝土在1 000次左右的加载循环加载下发生破坏;低速的客货车荷载会加快混凝土初期损伤,较高速度的客货车荷载会加速无砟轨道结构后期损伤的发展.      

水泥稳定碎石基层振动成型方法的研究

水泥稳定碎石室内试验目前均采用击实法成型,不符合振动对多集料压实有效的原则且反映不出水泥稳定碎石级配类型对强度的影响;在自行研制的振动成型设备上,对3种结构类型的水泥稳定碎石进行振动压实试验,考察了频率、离心力、振幅对压实效果的影响,试验结果表明当频率、离心力保持不变时,存在最佳振幅;激振强度对压实的影响存在阈值;给出了各结构类型级配的最佳振动参数,并根据压实特性及工程实践给出了室内振动压实试验标准参数;比较了击实法与振动方法对水泥稳定碎石物理指标的影响。     

时速300 km/h高速列车诱发高架箱梁结构振动特性分析

为揭示高速铁路桥梁结构振动产生与传递机理,分别采用数值方法与现场实测研究时速300 km/h高速列车诱发高架箱梁结构振动特性。首先,建立高架简支箱梁三维有限元动力学模型,分析列车以300 km/h速度通过时,高架箱梁结构振动特性及传递规律。然后,选择沪昆高铁高安—南昌区间某高架轨道,对高速列车引起的桥梁结构振动进行现场测试,并将有限元计算结果与实测结果进行对比。结果表明:有限元分析与现场实测结果在20～400 Hz吻合良好。桥梁结构振动的优势频率为31.5～125 Hz,峰值频率为31.5～63 Hz,在16 Hz处有一个明显的波谷;当频率大于200 Hz时,桥梁结构加速度振级急剧下降,可以针对31.5～63 Hz频率进行桥梁结构减振设计。桥梁顶板最大加速度振级为88.59～100.48 dB,对应的峰值频率为31.5 Hz和40 Hz;桥梁底板最大加速度振级为82.96～94.29 dB,对应的峰值频率为31.5 Hz和63 Hz,箱梁底板振动对桥梁结构振动的贡献最大。     

电气化高速铁路接触网微风振动特性

为评估接触线微风振动现象对接触网运营的的影响,计算不同风速下的接触线风振幅值,基于模态分解法推导了电气化高速铁路接触网垂直方向上的微风振动方程.首先求解出接触网的固有频率与振型,然后推导作用在接触线上的微风激振力,最后计算接触网在发生微风振动时,不同风速作用下各频率对应的振幅.分析风速、频率与振幅的对应关系.结果表明,接触线微风振动的最大幅值一般在1 mm以内,不会产生输电线微风振动时类似的振动幅值;文中算例接触线微风振动最大幅值出现在风速为1.44 m/s时,仅有0.96 mm,不会对电气化铁路的实际运营造成显著影响.      

钢筋网对道路混凝土振动的阻隔及对策

道路工程中,钢筋网下的混凝土往往不容易振动密实,钢筋网对振动能量存在阻隔作用。通过比较振动加速度的层间差异和测定分层密度等方法,研究振动能量在混凝土中(钢筋网上、下)的传播情况。研究表明:经过单层钢筋网的阻隔,振动能量在水平方向上约衰减12%,竖直方向上约衰减19%;振捣棒周边混凝土的硬化状态对振动能量的传播有一定影响;钢筋网的存在对其上混凝土的密实无显著影响,对其下混凝土则影响较大;振动频率和振动延续时间是影响振动能量衰减系数的关键因素,适当的增大振动频率、延长振动延续时间可以有效的抑制能量衰减。     

基于瞬态冲击响应的混凝土路面板脱空识别

为开发混凝土路面板脱空检测专用仪器,降低检测费用和简化检测方法,在现有脱空检测方法的基础上,根据脱空板振动频率及在定量冲击激励下振幅的变化规律,提出了混凝土路面板脱空识别的瞬态冲击响应法.该方法可以根据板上测点功率谱图中共振峰的数量和基频大小(分析频带0~1 000 Hz),对脱空状态进行初步定量判别;结合定量激励下测点振幅拟合曲线斜率的变化,实现脱空区边界的识别.通过若干不同脱空状态路面板的模型试验和对实际混凝土路面的检测,阐述了它的检测原理和操作流程,并验证了其可行性和有效性.     

共振碎石化技术的应用研究

为在实际工程中对共振碎石化的应用展开进一步研究,通过对碎石化后的碎石粒径、碎石深度、碎石碾压后的回弹模量的检测,确定了共振碎石机的最佳振幅、频率、行进速度组合为:振幅为1.2 cm,应急车道振动频率按50 Hz,行车道振动频率按46 Hz,共振时行进速度为1.3 km/h。同时根据本文合理的施工组织,对碎石碾压的设备及工艺也进行了分析。     

柔性双层隔振系统振动能量解耦方法及应用

为解决难以利用能量解耦法设计柔性双层隔振系统的问题,提出一种能够表示柔性设备和中间质量弹性模态特点的多自由度模型;基于该模型,提出采用广义弹性力对柔性隔振系统进行解耦的方法,并推广到柔性结构中;以某内燃动车动力总成双层隔振系统为例,基于所提方法探讨了构架弹性模态下刚体振动与弹性振动的耦合情况;最后通过振动实验台验证了该方法的有效性.研究结果表明：机组一级隔振系统垂向频率从12 Hz降低到8 Hz后,系统所有模态频率均得到不同幅度的下降,前两阶刚体振动模态频率下降最明显,分别下降50.00%和49.98%;构架弹性模态频率比机组弹性模态频率更低,影响更大,构架弹性模态频率下降8.32%,机组弹性模态频率下降0.80%;在构架弹性振动模态振动中,构架弹性振动能量所占比例提高14.88%,刚体振动能量所占比例降低90.64%,降低一级隔振系统垂向频率能够提高振动解耦效果,减少振动传递.     

列车诱发振动对大跨度混合梁桥转体施工影响研究

列车运行诱发环境振动及其对临近在建桥梁的稳定与安全影响是一个复杂的工程问题。以邢台市龙泉大街邻近铁路钢-混混合梁转体桥梁施工为研究背景,采用现场试验方法,开展列车诱发振动对大跨度混合梁桥转体施工影响研究。研究结果表明：随着振源距离的增大地面振动响应整体衰减明显,且不同行车类型诱发地面振动响应程度不同,具体表现为会车>货车>客车,另外列车会车时地面振动频响范围集中在5～25 Hz,振源距离的增大不改变地面竖向振动频响范围的分布,但对横向振动影响较大。通过不同阶段悬臂梁端实测动力响应对比分析,试转阶段梁端振动响应整体大于独立站立阶段,且试转阶段梁端横向振幅达到了2.18 mm,振动响应较大,表明列车诱发地面振动对钢-混混合梁转体的稳定性具有较大影响,所以应选择在既有铁路线天窗点进行正式转体。     

压电双晶片谐响应有限元模拟分析

利用ANSYS软件对压电双晶片进行谐响应模拟分析,得到压电双晶片的谐振频率为36000Hz,谐振振幅为0.512×10-5m.通过正交实验,分析比较出影响压电双晶片谐振频率及振幅的主要因素,得出了压电双晶片尺寸的优化组合,压电片尺寸参数为:20mm×6mm ×0.4mnm,基片尺寸为20mm×6mm×4mm.     

预应力混凝土连续梁桥动力特性及影响因素分析

为了探明新建桥梁动载试验实测一阶频率与理论计算结果产生偏差的原因,以某预应力混凝土变截面连续梁成桥动载试验为背景,实测了在脉动荷载下桥梁的一阶频率和振型,建立了有限元模型,同时计算了桥梁一阶频率的理论值,并对二者进行了对比;分析了纵向普通钢筋、预应力钢筋、护栏、混凝土动弹性模量等4个因素对桥梁动力特性的影响。结果表明:一阶频率实测值为1.760 Hz,理论计算值为1.395 Hz,二者偏差约21%;在有限元模型中计入纵向普通钢筋、预应力钢筋、护栏和混凝土动弹性模量后,结构的一阶频率分别为1.416、1.413、1.384和1.634 Hz,综合考虑4个因素的一阶频率为1.684 Hz;4个因素中,混凝土动弹性模量对结构一阶频率影响最为显著,其它因素影响较小可不考虑。建议利用桥梁基频进行结构刚度评定时,应在有限元模型中计入混凝土动弹性模量,使其更为接近实际状态。     

双振源激励下地铁车辆段上盖建筑物振动特性

以广州某地铁车辆段为研究对象, 实测了试车线与库内检修线引起地面振动的加速度, 分析了两类振源的衰减规律与差异; 建立了车辆段上盖建筑物有限元模型, 将实测地面振动数据采用大质量法进行多点激励, 分析了双振源激励对上盖建筑物楼板振动的影响。研究结果表明: 列车通过时, 试车线地面振动主要频率为60~80 Hz, 检修线主要频率为20~40 Hz; 试车线荷载振源强度大于检修线, 约为6 dB; 试车线振动衰减率约为1.07 dB·m-1, 检修线振动衰减率约为1.69 dB·m-1, 说明检修线引起地面振动强度的衰减速度比试车线更快; 与非一致激励相比, 一致激励对上盖建筑物楼板10 Hz以下振动影响显著, 各层加速度级在2.5 Hz处存在明显峰值, 这与建筑物楼板的固有频率有关; 试车线荷载激励下, 底层楼板振动主要频率范围为40~60 Hz, 顶层出现在20~40 Hz, 峰值中心频率集中在40.0 Hz处; 检修线荷载激励下, 各层楼板振动主要频率范围为0~40 Hz, 峰值中心频率集中在31.5 Hz处; 对比单一振源激励, 双振源激励使建筑物楼板Z振级增加了0~3.5 dB, 这在地铁车辆段上盖建筑物的环境振动评价中应充分重视。      

冬季桥梁混凝土施工方法

1 混凝土受冻对强度的影响 混凝土在浇筑后短时间内就可凝结,以后便逐渐硬化.凝结的快慢与养护温度有很大关系,混凝土正常的凝结温度为15～20 ℃.养护温度高,凝结快,强度增长也快;养护温度低,凝结慢,强度增长也慢.冬季施工时,凝结与冻结各依据一定条件向着相反的方向转化.     

单肋斜撑钢管混凝土拱桥动力特性分析

单肋斜撑钢管混凝土拱桥是近年来出现的一种新型桥梁,以广梧高速双凤至平台段K111＋495跨线桥为例,采用ANSYS有限元软件,对该桥的振动频率及振型进行了分析,讨论了拱肋抗压、抗弯刚度对其动力特性的影响,并就行人舒适性问题进行了探讨．结果表明：该桥面外刚度相对较小,在桥梁振动中首先出现拱肋面外对称侧弯,桥梁前10阶振型中有4阶为拱肋的面外振动;桥梁拱肋面外自振基频小于桥梁整体竖向自振基频,说明桥梁拱肋面外刚度与全桥竖向刚度相差较大;桥梁的扭转频率出现在第5阶,说明结构的抗扭刚度较大,容易满足刚度要求;改变拱肋抗压刚度对于桥梁各阶振型频率影响极小,而改变拱肋抗弯刚度则对各阶振型频率有一定的影响;但拱肋抗弯、抗压刚度的变化均不会影响该桥的振型;本桥的一阶竖向频率为2．111Hz,舒适性指标不满足国际上CEB（1993）,SIA（1989）,“立体横断施设技术基准·同解说”（1979）,对行人舒适性有一定的影响,值得注意．