先简支后连续桥梁振动影响因素分析

分析桥梁和车辆两个动力系统的耦合振动规律,对公路上常见的4种标准跨径先简支后连续箱梁桥进行车桥耦合振动动力特性对比分析。通过详细对比分析桥面铺装、截面尺寸及行驶车速的变化等对该类桥型的车桥振动动力特性的影响进行分析,得到影响该类桥车桥耦合振动性能的关键因素,并提出设计建议。     

大跨度窄钢桁加劲梁悬索桥车桥耦合振动分析

大跨度窄加劲梁悬索桥竖向振动响应研究具有现实意义。基于动力平衡理论和有限元法建立车辆和桥梁的动力微分方程,采用空间三轴车辆模型,利用ANSYS软件编制车桥耦合振动程序进行计算。激振源为路面不平整度,利用车桥系统力与位移协调条件,应用Newmark-β法求解动力方程,分析不同车速、车重、路面等级工况下车辆荷载对大跨度窄钢桁加劲梁悬索桥跨中竖向振动响应的影响。结果表明:车速和路面等级主要对竖向振动加速度响应有较大影响,而对竖向振动位移响应影响较小;竖向振动加速度响应随车速增大而增大,随路面等级降低而增大;随车重的增加竖向振动位移响应增加,而竖向振动加速度降低。     

开县赵家大桥振动特性研究

桥梁在车辆作用下的振动是一种多因造成的振动,与桥梁动力特性、车辆特性、车速、车-桥耦合作用、桥面平整度等诸多因素有关。通过对导致赵家大桥冲击振动的实测数据的系统分析和研究,结果表明:车辆冲击对于非特大跨桥梁,当车速在10~20 km/h时对桥跨会造成更多的动响应,冲击系数峰值出现在10~20 km/h;当大桥的自振频率与试验用三轴车自振频率相接近时,即使在桥面平整度良好的情况下,车-桥频率耦合振动也容易导致冲击振动异常。汽车冲击振动异常的影响因素众多,而多种因素的联合作用是导致大桥异常振动的决定性因素,这种联合作用效应不是各因素简单的加权关系,当多种条件处于耦合匹配状态时,会使冲击系数成倍的增大。     

三线合一、三塔悬索桥风-车-桥耦合振动性能对比

以某三线合一、三塔悬索桥的2种设计方案(钢箱桁和钢桁方案)为工程背景,通过车桥系统节段模型风洞试验,测试了车辆和桥梁的三分力系数,并基于风-车-桥系统空间耦合动力学模型,采用自主研发的桥梁分析软件BANSYS,对比分析了该桥的结构动力特性与风-车-桥耦合振动性能。分析结果表明:三线合一、三塔悬索桥结构自振频率较低;车辆气动力受轨道位置的影响较大,钢桁方案迎风侧车辆阻力系数约为钢箱桁方案的2.2倍;当风速为0时,桥梁、车辆的动力响应总体上是随车速的增大而增大,在同一车速下,钢桁方案的桥梁位移较钢箱桁方案大,主要是由于钢桁方案的桥梁整体刚度略弱于钢箱桁方案;当考虑风速影响时,桥梁的横向响应随风速的增大而显著增大;车辆位于迎风侧,风速为25m·s~(-1)时,钢箱桁方案和钢桁方案的桥梁横向位移约分别为风速为15m·s~(-1)时的位移的2.4倍和3.8倍,横风对桥梁的横向响应起主导作用;同一风速时钢桁方案的桥梁响应总体上较钢箱桁方案大;同一方案时车辆响应随风速的增大而增大,当风速达到25m·s~(-1)时,车辆动力响应显著增加,相比15m·s~(-1)时最大增加幅度为71.6%。     

简支梁在行驶车辆下的动态响应

把桥梁和车辆看作两个分离体系,提出了四自由度1/2车辆模型;应用广义虚功原理建立振动方程,并引用国标(GB/T 7031—1986)建议的公路路面功率谱密度的拟合表达式,求得了不同等级桥面的不平整度值;通过数值仿真得到不平整桥面简支桥梁在运行车辆作用下的时域响应,获得了相应冲击系数随桥面等级及车速变化规律。结果表明,桥梁冲击系数随着车速增加呈增大趋势;随着公路桥面等级变差呈非线性增大,桥面等级是影响车辆动力作用的最显著因素。     

独塔自锚式悬索桥车桥耦合振动响应研究

选用基于ANSYS和MATLAB的分离迭代算法,将车辆和桥梁看作两个分离的子系统,分别采用虚功原理和有限元法推导了两者的振动方程;以车桥接触点位移协调关系和力的平衡关系为联系,研究了独塔自锚式悬索桥在不同的路面不平整度、车速、桥梁阻尼下的动力响应问题。研究表明:路面不平度对桥梁动力响应影响很大,冲击系数随车速呈波形变化,增大桥梁结构阻尼比对降低结构的动力响应影响较小;现有规范冲击系数取值对该类桥梁结构设计偏于不安全,建议规范独立地给出悬索桥冲击系数的规定,并考虑路面等级、车速的影响。     

桥梁冲击系数随机性分析

车辆对桥梁冲击作用的影响因素包括:车桥频率耦合、桥面平整度、行车试验的随机性、动力荷载效率大小等。以一座典型3跨连续箱形桥的动荷载试验为基础,通过行车试验作用下实测动挠度时程信号,对该桥冲击系数随机性、冲击系数与动力荷载效率之间相关性进行分析。研究表明:车辆对桥梁的冲击系数具有较大的随机性,冲击系数与动力荷载效率之间具有较大的相关性。     

桥梁冲击系数随机性分析

车辆对桥梁冲击作用的影响因素包括:车桥频率耦合、桥面平整度、行车试验的随机性、动力荷载效率大小等。以一座典型3跨连续箱形桥的动荷载试验为基础,通过行车试验作用下实测动挠度时程信号,对该桥冲击系数随机性、冲击系数与动力荷载效率之间相关性进行分析。研究表明:车辆对桥梁的冲击系数具有较大的随机性,冲击系数与动力荷载效率之间具有较大的相关性。     

风荷载-列车-大跨度桥梁系统非线性耦合振动分析

考虑桥梁结构的几何非线性因素,建立了风-列车-桥梁系统耦合振动分析模型.以某大跨度钢桁梁桥为例,计算了静风及脉动风荷载的不同作用效应、风速及车速变化对桥梁位移极值的影响及桥梁几何非线性因素对结构分析的影响.结果表明,进行车桥耦合振动分析时要综合考虑风荷载的动力作用,风速及车速变化对桥梁位移极值均有较大影响,桥梁的线性及非线性位移时程曲线存在明显区别.     

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。     

桥梁加宽中新增梁对旧桥的影响分析

现今的桥梁宽度难以满足日益增长的交通流量和车流量的需求,导致交通在一定程度上都受到堵塞.因此,对桥梁进行加宽改造是满足不断增长的交通量需求,同时桥梁的加宽改造会对旧桥的承载能力产生一定的影响.     

失控船舶撞桥概率分析与预报

目前确定船、桥碰撞发生概率的方法,是利用航道内在该桥位处发生意外事故的长期统计资料进行统计分析所得出的概率.文中有别于传统的概率统计或模型分析方法,从船舶失控后的实际运动过程着手,建立相应的数学模型,运用MATLAB开发的软件平台分析失控船舶的漂移情况,确定失控船舶碰撞危险区域,从而得到失控船舶撞桥概率.     

基于影响矩阵的桥梁合理设计状态的确定

在分析基于线性、非线性调值计算的影响矩阵法的基础上,深入剖析影响矩阵法在斜拉桥、系杆拱桥、自锚式悬索桥及预应力混凝土梁式桥合理成桥状态确定中的应用,提出一些较具实用价值的计算方法,可为桥梁设计提供有益的参考。     

重载作用下高速公路小桥涵单板受力病害

高速公路重载路线上小桥涵出现单板受力有两个方面的主要原因,车辆轴载大、超载以及梁板的横向连接设计不足,使整体刚度不能满足横向传递荷载需要.实践证明,宣大高速公路上采用的单板受力处治措施是可行的,能取得良好的效果,值得推广使用.     

桥面铺装结构与材料生命周期环境影响研究

为制定桥面铺装设计方案,建造低能耗环保桥梁,基于生命周期评价理论,剖析了桥面铺装相关活动的环境影响因素,提出了桥面铺装的设计、原材料的生产加工、桥面施工、运营使用和维护、拆除和固体废弃物处置5个阶段的环境影响的理论计算模型。该模型可为全面认识桥面铺装的环境影响水平提供理论基础,并应用于武汉市徐东高架桥桥面铺装。结果表明,原材料生产加工阶段环境影响最为严重,其次为运营使用和维护阶段。在运营使用和维护阶段,合理选择桥面铺装材料影响显著。     

桥墩防撞装置评述

阐述了船舶撞击桥墩的危害性及桥墩防护的必要性,对桥墩的防撞装置进行了系统的分类和评述,总结目前国内外桥墩防撞装置的优缺点,并给出了关于防撞装置的两种设计思路.     

桥墩防撞装置评述

阐述了船舶撞击桥墩的危害性及桥墩防护的必要性,对桥墩的防撞装置进行了系统的分类和评述,总结目前国内外桥墩防撞装置的优缺点,并给出了关于防撞装置的两种设计思路.     

连续梁在行驶车辆作用下的动态反应

把桥梁和车辆看作两个分离体系,把车辆视为二维非线性模型,并考虑到桥面的路面不平度影响,应用虚功原理和模态叠加法分别建立振动方程,在车辆与桥梁接触点采用接触力和位移协调的条件,利用迭代技术求解二者之间的相互作用力。以一座三跨连续梁为例,计算了该桥的动挠度曲线和相应的冲击系数。结果显示车辆在边跨行驶时中跨跨中截面的冲击系数要远大于车辆在中跨行驶时的冲击系数,桥梁在车辆动荷载作用下的冲击系数与车辆动力特性、车速、桥梁动力特性以及路面不平度等密切相关,仅仅看作桥梁基频的函数是过于简化的。     

刚构桥梁的主梁设计参数对冲击系数的影响研究

由于连续刚构桥梁造价较低,目前在我国得到了广泛的应用,但是因其设计参数较多,设计人员往往难以选择。采用正交试验方法,以汽车荷载的冲击系数为指标,对主梁的主要设计参数进行优化计算是可行的。     

不同结构体系斜拉桥抗冲击动力响应

为了探讨斜拉桥抗常规武器冲击的动力响应,为重要桥梁设施工程防护和修复提供重要的理论依据,用LS-DYNA非线性动力有限元程序,针对长杆射弹冲击桥塔的危险情况,对不同结构体系———刚构体系、支承体系和漂浮体系斜拉桥抗冲击动态响应进行了数值模拟分析,比较了结构体系不同对斜拉桥抗冲击动力响应的影响.研究表明,桥塔纵桥向被撞击区域的局部变形最大,3种结构体系中漂浮体系被撞击区域的局部变形最小;刚构体系中塔抗冲击的塑性动力变形最大,冲击破坏危险性最大,其桥面系主梁的振动响应也最明显.