桥梁位移影响线提取方法及其精度分析

桥梁位移影响线在桥梁模型修正、损伤识别、荷载识别等领域具有重要作用。实桥健康监测中,由传感器采集到的桥梁动载时程曲线不可避免地受到车辆动载效应的影响。为消除这一影响,以桥梁跨中挠度为研究对象,考虑动载效应进行挠度影响线识别。根据挠度时程曲线特点,采用db N算法进行基于动载时程曲线的桥梁位移影响线识别,建立评价识别后曲线与标准静态影响线差别的误差指标,基于该指标验证该方法的准确性与适用性。结果表明,基于db N算法进行桥梁位移影响线识别的方法具有较高的识别精度与良好的适用性。     

光纤测振加速度传感器的研究

提出采用反射式光纤位移传感器测量振动加速度的新型传感器结构,讨论了其原理、结构、参数的选择.针对微弱信号检测的特殊性,提出采用参考通道,并应用相关原理处理信号.     

铁路大跨T形刚构桥车桥耦合振动与动力性能

为探究铁路大跨T形刚构桥车桥耦合振动特性与动力性能,以宜万铁路马水河大桥为工程背景,建立桥梁空间杆系有限元模型以及包含31个自由度的车辆模型,进行车桥耦合振动计算分析.通过动载试验测试桥梁的自振特性,并测试列车以不同速度通过桥跨和以一定速度在特定位置制动时桥跨结构的动应变、动位移以及加速度等动力响应.依据动载试验与车桥耦合振动计算综合分析马水河大桥的动力性能.研究结果表明:车桥耦合振动计算结果与实测结果吻合较好,桥梁结构动力响应满足规范限值,该桥具有良好的横向、竖向刚度与动力性能;实测桥跨结构及墩顶动力系数最大值为1.08,桥梁结构受行车及制动的动力作用不明显;列车的动力响应随车速的提高而增大,但均满足规范限值,具有良好的安全性与平稳性.      

动水压力对连续刚构桥梁地震响应的影响

为了研究地震作用下深水薄壁空心桥墩内外域水体动水压力对连续刚构桥梁动力响应的影响,应用流固耦合有限元理论,考虑重力、纵向预应力和动水压力,建立了庙子坪岷江大桥连续刚构桥梁的计算模型,并采用实测的地震波进行计算.结果表明:动水压力对连续刚构桥梁自振频率和振型的影响不大,前30阶频率降低率最大值约为8％,箱梁各部分横向位移峰值增量在10％～20％之间,主墩内力峰值增量最大值约170％,箱梁内力峰值增量最大值约75％;地震加速度、桥墩入水深度是影响动水压力的重要因素.     

多线铁路车桥耦合振动仿真研究

为了评估高速铁路上多线铁路桥梁列车运行安全性与舒适性,以渝黔铁路白沙沱大桥为例,采用多体系统动力学软件SIMPACK建立了CRH3动车和拖车三维空间动力学模型,并通过SIMPACK的子结构技术将动车和拖车组装成列车动力学模型;采用有限元软件ANSYS建立了桥梁的动力分析模型,计算其自振特性.根据列车和桥梁子系统之间的变形协调条件和力平衡条件,在轮轨接触面的节点上进行位移和力的数据传递,基于SIMPACK与ANSYS相结合的联合仿真方法首次进行多线车桥耦合振动仿真,分析了桥梁动力学指标及列车安全性指标和舒适性指标,探索了多线车桥耦合振动的一般规律和对列车安全性与舒适性的影响程度.研究结果表明:(1)三线列车共同作用下,与单线单独行车时对应动车和拖车的车辆安全性指标(脱轨系数、轮重减载率及轮轨横向力)几乎完全一致;车辆舒适性指标(车体竖向加速度、车体横向加速度、竖向舒适度指标及横向舒适度指标)中除个别竖向加速度约10%外,其余指标都在1%以内,表明由于桥梁刚度较大,桥梁振动对列车动力学指标的影响很小,单线和多线对应动力学指标非常接近,可近似采用单线单独行车时车辆动力学指标推测多线同时行车的对应指标.(2)三线列车共同作用下桥梁主跨跨中竖向位移比单线叠加位移略大,相差1%以内,竖向位移影响系数在1.001~1.006之间;三线列车共同作用下桥梁主跨跨中横向位移与单线代数叠加位移相近,相差±10%以内,主跨跨中横向位移影响系数在1.000左右,可以近似采用单线叠加的竖向位移和横向位移推测三线列车共同作用下的竖向位移和横向位移.(3)三线列车共同作用下桥梁主跨跨中竖向加速度绝对值比单线代数叠加后的绝对值小,影响系数在0.636~0.771之间,可参照单线代数叠加的桥梁竖向加速度保守评定桥梁的竖向加速度;三线列车共同作用下的主跨跨中横向加速度绝对值比单线行车横向加速度绝对值中的最大值小,可参照单线横向加速度绝对值的最大值保守评定桥梁横向加速度.     

非稳态振动信号的积分算法研究

研究了基于高通滤波的时域积分和频域积分算法对锤击法模态试验加速度响应信号和旋转机械NVH常规测试中升降过程加速度信号的适用性,分别用仿真线性系统脉冲响应函数和线性变频函数模拟2种加速度信号,并应用2种算法进行处理。仿真结果表明,利用加速度信号的频谱有助于确定2种算法中滤波所需的截止频率,且频域积分法在波形的保真度和相位的准确性上都比时域积分法要好。最后给出了频域算法用于实测信号的例子,积分后的信号在零线附近波动,可用于工程中作为真实速度或位移信号的近似。     

路面三维检测技术研究

为了建立一个信息完整、功能强大的路面三维数据库,以便完整、直观地评价路面质量,提出了一种基于激光位移传感器和陀螺仪的路面三维检测方法.该方法采用TCP/IP协议进行检测数据的实时高速传输,对检测到的激光传感器信号、加速度传感器信号和陀螺仪信号进行数据融合处理,用计算机技术重构出路面的三维形状,建立起路面的三维数据库.通过水准仪测量结果和激光检测系统测量结果对比证明,该方法可以测量整个车道的路面形状,检测精度高,检测速度快.     

光纤测振加速度传感器的研究

提出采用反射式光纤位移传感器测量振动加速度的新型传感器结构。讨论了其原理、结构、参数的选择。针对微弱信号检测的特殊性,提出采用参考通道,并应用相关原理处理信号。     

斜塔斜拉桥静载试验分析研究

为对斜塔斜拉桥进行结构承载力试验分析研究，对该斜拉桥采用有限元软件建模与分析，按照桥梁相关检测试验规程开展了桥梁的静力荷载试验，在关键截面布置了应变传感器，并测试桥跨结构的位移变化情况，观察混凝土桥面和桥底的裂缝的开展、斜拉索索力增量的情况，总结评价结构构件的承载能力和使用性能。结果表明，斜塔斜拉桥静载试验结果与理论分析结果吻合良好，该桥各方面设计合理。     

重载铁路20m超低高度预应力混凝土梁桥动载试验研究

为了掌握桥梁结构在动荷载作用下的工作和受力状态,评估桥梁在正常使用状态下的运营性能,详细阐述西干渠中桥20m超低高度预应力混凝土梁的动载试验全过程.采用大准铁路运营货列作为测试对象,上、下行运营货列空、重车在试验桥梁区段以指定6个速度档通过.每个速度试验车不少于3趟.车辆编组分5 000吨和10 000吨,空、重车最高行车速度80km/h.测出桥梁结构的跨中横向、竖向振幅,跨中横向、竖向加速度和支座横向、竖向位移.试验结果表明,超低高度预应力混凝土梁承载能力和刚度满足设计要求.所得结论为桥梁加固、桥梁限速等提供依据.     

绵江大桥动载试验研究

介绍了绵江系杆拱桥动力性能测试方法,首先通过跑车试验对绵江大桥进行了频谱曲线和动位移测试,通过人工激振的方法测试了大桥的自振频率和受迫振动参数。通过动载试验及其数据的分析,对该系杆拱桥的动力工作性能给予客观的评估,这不仅对该桥且对同类型桥梁的结构评定也起到一定的借鉴作用。     

钢-混凝土简支组合箱梁桥在车辆荷载作用下的动力响应及冲击系数研究

由于钢-混凝土组合箱梁桥比同跨度的混凝土梁桥要轻,因此在车辆荷载作用下,车桥动力相互作用更加明显。为了更精确地分析其动力响应及冲击系数,采用ANSYS软件建立了钢-混凝土简支组合箱梁桥的车桥有限元模型,分析了不同车辆荷载作用下简支组合箱梁桥的动力特性;根据简支梁跨中的最大动位移与最大静位移之比,计算了不同结构参数下钢-混凝土简支组合箱梁桥的冲击系数。结果表明：在常见速度范围内,车辆过桥速度对冲击系数的影响总体呈上升趋势;对于同等跨度桥梁,双轮荷载激起的桥梁最大跨中挠度和冲击系数均比单轮荷载作用时小,但前者引起的跨中最大加速度远大于后者,且这种现象随荷载过桥速度的增大而明显。说明对于质量相对较轻的公路钢-混凝土组合箱梁桥,在冲击系数的确定中应考虑较高速度下不同车辆模型的影响。     

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。     

桥梁冲击系数影响因素分析及偏差成因

影响车辆对桥梁冲击作用的因素复杂,目前要想通过理论分析的途径来解决这个问题还有一定的困难,在基于概率论的分析方法以及对许多有关的参数进行统计等工作没有解决之前,不得不借助于实验的方法,通过经验的"冲击系数"公式加以近似的反映.以一座典型拱桥的动载试验为基础,对造成该桥冲击系数异常的影响因素进行分析,对实测值与规范值差异较大的原因进行了探讨,以供借鉴.     

桥梁冲击系数影响因素分析及偏差成因

影响车辆对桥梁冲击作用的因素复杂,目前要想通过理论分析的途径来解决这个问题还有一定的困难,在基于概率论的分析方法以及对许多有关的参数进行统计等工作没有解决之前,不得不借助于实验的方法,通过经验的"冲击系数"公式加以近似的反映.以一座典型拱桥的动载试验为基础,对造成该桥冲击系数异常的影响因素进行分析,对实测值与规范值差异较大的原因进行了探讨,以供借鉴.     

无背索竖琴式斜拉桥动力性能试验研究

白鹭大桥是一座无背索竖琴式斜拉桥,为了测试该桥的动力性能,通过跑车试验对白鹭大桥进行了频谱曲线和动位移测试,并且测试了该桥的自振频率和振动参数。通过动载试验及其数据的分析,对无背索竖琴式斜拉桥的工作性能给予客观的评估。试验对同类型桥梁的结构评定可起到一定的借鉴作用。     

小西湖矮塔斜拉桥的动力性能分析

以小西湖矮塔斜拉桥为例,通过引入拉索自振频率影响度的概念,分析了拉索的存在对矮塔斜拉桥自振特性的影响,探讨了矮塔斜拉桥的自振特性与相应连续梁桥(或刚构桥)的区别;在分析矮塔斜拉桥地震反应的基础上,通过引入振型贡献率的概念,分析了高阶振型对矮塔斜拉桥动力性能的影响;分析了矮塔斜拉桥的振型耦联效应.最后较全面地总结了单索面混凝土矮塔斜拉桥的动力特性,对进一步认识矮塔斜拉桥的动力性能有一定的参考意义.     

应急公路飞机跑道中桥涵结构振动分析

高等级公路战时应急改成飞机跑道具有重要的战备意义,但路段中包含中小跨径桥梁,对飞机起降存在一定的影响。假定桥跨结构为多跨简支梁、验算荷载为某型号飞机,综合运用结构动力学理论和ANSYS结构分析软件计算飞机匀速通过桥梁时的动力响应及飞机直接降落对桥梁的冲击作用,分析了中小桥梁跨径、桥墩横向刚度等对桥梁结构振动及其对飞机可通行性的影响。经计算表明,跨度为13m的桥梁能满足此型号飞机的通行要求。     

基于MIDAS的大跨度连续刚构桥振动特性分析

自振频率是桥梁结构动力特性的模态参数,也是评价桥梁动力性能的重要依据．本文以某大跨度连续刚构为例,采用大型专业结构分析软件MIDAS建立该桥的有限元计算模型进行模态分析,得出相关模态参数,为桥梁检测等提供参考．     

上承式拱桥横向结构减震分析

以两座跨度不同上承式钢筋混凝土拱桥为例,利用ANSYS有限元分析功能,首先对它们进行了动力特性分析,并对结果进行了对比,得出了相应的结论;然后在原桥模型上加设横向阻尼支撑,采用三条地震记录,运用动态时程分析法进行了地震响应分析,结果表明横向阻尼支撑能显著减小拱平面外的地震反应。