关于公路桥梁冲击系数的探讨

参照简化的车辆模型和桥梁模型建立车-桥相互作用的数学模型,给出在移动车辆荷栽作用下连续梁桥各截面动力响应的时程曲线和连续梁桥前几阶模态的振型曲线,研究表明,连续粱桥各控制截面起主要作用的模态并不都一样;另外,数值分析表明,对于连续梁桥,冲击系数公式仅考虑桥梁第一阶频率是不合理的。     

高架轨道箱梁结构振动试验模型设计与校验

基于π定理和量纲分析法,推导了某32 m高架轨道箱梁结构缩尺模型与原型物理量之间的相似关系,并通过建立动力仿真模型进行计算,验证了相似关系的准确性;以该相似关系指导设计,并通过合理选材,制作了几何相似比为10∶1的轨道箱梁结构缩尺试验模型;通过激振试验获取了缩尺试验模型的模态频率、振型和加速度响应,并与有限元仿真结果对比,验证了缩尺试验模型的有效性;在此基础上利用该缩尺试验模型研究了轨道箱梁结构的振动传递特性。研究结果表明:高架轨道箱梁缩尺模型与原型结构前10阶模态频率误差均小于1%,且由缩尺模型计算结果反演的加速度响应曲线与原型结果趋势一致,模型与原型之间相似关系推导正确;缩尺试验模型实测模态频率与有限元仿真结果的误差均在8.8%以内,各阶模态振型吻合,且实测加速度响应随时间变化趋势与有限元仿真结果一致,制作的高架轨道箱梁结构缩尺试验模型有效;当振动在轨道结构中传递时,扣件和橡胶层对1 000 Hz以上的高频振动具有明显的衰减作用;当振动由箱梁顶板向底板传递时,顶板加速度导纳最大,翼板次之,其次是腹板,底板加速度导纳最小;设计制作的高架轨道箱梁结构缩尺试验模型能够反映原型振动响应的一般传递规律,可用于轨道箱梁结构振动传递特性与控制关键技术研究。      

基于跑车试验的连续梁桥承载能力快速评定方法研究

桥梁跑车试验的动力响应中包含着静力响应,基于简支梁在匀速常量力及简谐力作用下的动力响应的频率成分分析,提出利用低通滤波从跑车位移曲线提取静力位移的方法,并推广到连续梁桥;通过仿真分析,介绍了提取静力位移的过程,结果表明,该方法能对动挠度曲线中的静力成分和动态成分进行准确分离;最后对某6跨变截面连续箱梁桥在跑车车辆作用下实测动挠度曲线进行分析,得到其广义影响线,进而按照静载试验方案布置车辆,得到静载试验挠度的估算值。本方法得到的挠度校验系数与静载试验结果基本相当,可代替静载试验对连续梁桥进行承载力快速评定。     

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。     

支座脱空对装配式箱梁桥受力性能的影响

采用梁格法建立5-20 m装配式箱梁桥有限元计算模型,分析了支座脱空对横向由多片箱梁组成的连续梁桥力学性能的影响,给出了考虑支座脱空后桥梁的支反力以及横梁和主梁的内力变化情况。计算结果表明:单支座脱空对相邻支座受力影响最大,对支座位置支点横梁内力影响显著,对主梁受力影响区域主要集中在脱空支座附近。     

腹板角度对波纹钢腹板箱梁桥动力特性的影响

采用有限元软件Midas建立重庆某波纹钢腹板箱梁桥的结构有限元模型,通过反应谱分析研究腹板倾斜角度对箱梁动力特性的影响.从分析结果中提取振型模态及振动频率并进行数据对比,提出了合理的腹板倾斜角度范围,以达到综合提高波纹钢腹板箱梁各项刚度的目的,降低桥梁在承受动力作用时所产生的不利影响,为实际设计波纹钢腹板箱梁桥提供参考.     

多跨连续箱梁桥三种支座减隔震性能对比研究

为了对比多跨连续箱梁桥采用3种不同支座的减隔震性能,以一座变截面预应力混凝土10跨连续箱梁为工程实例,分别建立盆式橡胶支座、板式橡胶支座和铅芯橡胶支座等3种支座类型的连续箱梁有限元分析模型,比较了3种支座设计下的连续箱梁桥结构动力特性,并进行了3条典型地震波作用下的非线性时程分析。研究结果表明,铅芯橡胶减隔震支座设计的桥梁,相比另外2种支座设计的桥梁能够延长结构周期;板式橡胶支座和铅芯橡胶支座都具有明显的减震效果,并且铅芯橡胶支座的减震效果要优于板式橡胶支座;选用板式橡胶支座和铅芯橡胶支座要考虑场地类型,采用板式橡胶支座和铅芯橡胶支座在减小墩顶位移同时有可能会增大梁体位移,此时上部结构应该设置防落梁措施。本文的对比分析结果可为相关桥梁的支座设计提供参考。     

大跨长联预应力混凝土连续梁桥地震响应

大跨长联预应力混凝土连续梁桥一般只设一个固定支座,由于桥跨较长,因此固定墩承担的纵向地震响应也就相当大。采用反应谱法,讨论了不同支座约束类型对连续梁桥固定墩和固定支座地震响应的影响;计算结果表明,不同的支座约束类型对连续梁桥地震响应影响较大;同时还分析了桩-土相互作用对连续梁桥动力特性及地震响应的影响。     

某高速公路跨线桥裂缝成因分析

针对某高速公路一座跨线桥出现的裂缝，通过数值模拟得出剪力滞效应是该桥裂缝形成的主要因素。通过计算发现支座沉降和伸缩缝失效，对于箱梁截面正应力有明显加强，剪力滞系数横向分布曲线明显变陡，表明此连续箱梁桥对支座沉降和伸缩缝失效很敏感。最后从施工工艺和断裂力学理论入手简要分析了裂缝形成的其他原因。     

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。     

双层矮斜拉连续箱梁桥的隔震分析

用铅芯橡胶支座隔震装置取代双层矮斜拉连续箱梁桥盆式橡胶支座,采用大型通用软件ANSYS建立该桥有限元模型,分析该隔震桥梁的动力特性和在El-Centro波激励下的地震时程响应,并与非隔震桥梁分析结果进行对比。研究表明:铅芯橡胶支座隔震装置对双层桥梁具有明显的减、隔震效果。     

富山赣江特大桥车桥耦合振动响应及冲击系数研究

采用ANSYS和ETABS两种软件建立富山赣江特大桥有限元模型。运用MATLAB软件编写了车桥耦合振动求解程序,分析车速、路面等级两个因素对大跨波形钢腹板连续箱梁桥的动力响应和动力冲击系数影响,并将计算结果与现行规范计算值进行对比分析。研究结果表明:车速对于大跨波形钢腹板连续箱梁桥冲击系数的影响较复杂,冲击系数并不是随着速度增大而线性增大;路面状况越差,路面等级对桥梁冲击系数的影响较车速更明显;对于多跨波形钢腹板连续箱梁桥,相同车速及路面等级,不同主跨的冲击系数大小不同。在设计该类桥型时,建议采用主跨的最大冲击系数。     

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。     

分离式双箱梁斜拉桥全桥气弹模型设计与风洞试验研究

以主跨为220m的台湾某独塔斜拉桥为背景,对该分离式双箱梁异形桥塔斜拉桥全桥气动弹性模型设计、制作、模态调试及风洞试验进行详细论述。介绍了斜拉索、主梁、横梁及斜拉索吊臂、桥塔的设计和制作方法,根据模态测试结果可知,该桥全桥气弹模型设计和制作能很好地满足试验要求,可为同类型桥梁全桥气弹模型设计提供参考和借鉴。对该桥进行了均匀流场涡激共振、颤振及紊流场涡激共振、抖振风洞试验,结果表明该桥具有较好的抗风稳定性。     

箱梁横梁缺陷对斜交桥动力特性影响

采用频谱分析法对桥梁进行动力测试,得出由于该桥预制横梁斜交角度不足,从而引起桥梁动力特性发生变化。通过脉动测试桥梁实际工作时与设计基准频率时的动力特性,对比发现动力特性能较好反映成桥的缺陷,且横梁缺陷对桥梁竖向频率影响不大。     

波形钢腹板EPF组合箱梁桥试验研究

采用试验与计算分析相结合的方法,对波形钢腹板EPF组合箱梁的力学性能进行了分析研究。通过静载试验得到桥梁在试验荷载作用下的挠度曲线及应力分布,通过动载试验得到试验梁前5阶模态、最大动挠度。试验结果表明:在实验荷载作用下各工况实测挠度满足规范要求;控制截面实测应力曲线变化趋势与计算值趋势基本吻合;冲击系数、阻尼比以及结构的自振特性同计算结果比较基本吻合。     

大跨度中承式钢管混凝土拱桥的动力特性分析

以某大跨度中承式钢管混凝土拱桥为例,采用有限元分析商业软件MIDAS建立了三维有限元模型对其桥跨结构的自振频率进行了计算和分析。得到了其前十阶自振模态,并计算分析了横撑布置形式和布置数量、拱肋截面尺寸对桥梁动力特性的影响,计算结果可为该桥的施工以及运营阶段的健康检测和维护提供参考。     

智慧公路设备横梁风振特性研究

针对智慧公路设备横梁大幅振动问题,通过分析等截面直梁受迫振动特性,结合风在横梁处绕流时旋涡脱落频率进行计算,证明横梁振动为风作用下的驻波,对应于横梁的一阶振型,振动频率与旋涡脱落频率相同,振幅与结构固有频率、激励频率和阻尼具有相关关系,固有频率与横梁直径成正比,与跨径平方成反比,随横梁质量增加而减小。当激励频率与固有频率接近时,横梁将发生大幅共振,通过提高结构刚度、增加阻尼或改善断面气动外形可抑制风振。     

高阻尼橡胶支座对连续梁桥抗震性能的影响

抗震设计是连续梁桥设计的重要环节,在介绍高阻尼橡胶支座的基础上,研究其对连续梁桥抗震性能的影响。研究发现:高阻尼橡胶支座可以改变连续梁桥的动力特性,可以大幅减小连续梁桥的内力和位移响应,是一种有效的减隔震装置。     

小箱梁桥荷载试验校验系数影响因素研究

校验系数是桥梁荷载试验评价桥梁结构状态的重要指标,对影响小箱梁桥荷载试验校验系数的因素进行了分析和归类,并以一座单跨30 m的小箱梁桥作为算例,定量分析了计算模式及计算参数对最终校验系数的影响。根据分析结果,计算模式对于小箱梁桥校验系数有显著影响,建议在给出荷载试验校验系数常值时,对计算校验系数中的理论效应的计算模式进行规定。