多跨连续梁在移动荷载序列作用下的动力响应

连续梁桥是公路桥梁工程中常用的一种桥型.利用达朗贝尔原理,建立移动荷载序列作用下的连续梁偏微分运动方程.通过振型叠加法和伽辽金积分,将偏微分方程转化为常微分方程.利用ANSYS软件的模态分析功能,计算出连续梁的固有频率及振型数据,利用拟合振型的方法拟合出振型函数,结合推到方程,利用MATLAB编程求解.讨论了荷载移动速度、荷载间距对动力响应影响的变化规律.其结果对于多跨连续桥梁的动态设计、动力性能评估以及振动的控制具有一定的实际意义.     

连续梁桥与车辆耦合振动系统冲击系数的研究

将连续梁桥简化为平面梁模型，利用模态分析的方法，计算了在移动车辆振动荷载作用下，连续梁桥的动力特性。讨论了跨径和车辆移动速度变化时，车辆振动系统对连续梁桥挠度冲击系数和弯矩冲击系数的影响，比较真实地揭示出连续梁桥结构在车辆荷栽作用下的动态受力与变形本质。     

多跨连续梁桥纵桥向动力特性研究及其地震反应谱简化分析

根据多跨连续梁桥的主要结构特点,采用简化的模型来模拟纵桥向的地震动力反应.通过求解简化模型的动力方程,分析了质量比对连续梁桥纵桥向的动力特性的影响,并用能量法推导了低阶振型地震反应的近似公式.通过与有限元方法的比较,验证了采用几个低阶振型组合计算的反应谱方法的可行性.     

车辆荷载作用下连续梁桥动力响应仿真分析

为研究桥梁在移动车辆荷载作用下的动力特性和承载能力,以某连续梁桥为计算实例,采用大型通用有限元软件ANSYS建立了质量-弹簧的车辆模型和桥梁结构的有限元模型,用时程分析法分析了车辆荷载作用下连续梁桥的动力响应特征,着重探讨了车辆刚度、车辆质量、行车速度等车辆荷载因素对连续梁桥动力响应的影响规律,并提出相应结论.     

多跨变截面连续梁桥在车辆通过时的振动分析

针对多跨变截面连续梁桥在车辆通过时的耦合振动问题,采用了移动质量模型下的有限元法进行数值模拟,使用Euler-Bernoulli变截面梁单元模拟桥梁结构,给出了完整系统下的动力求解微分方程组的离散形式,其中移动荷载采用Dirac δ函数表示,并采用二节点的三次Hermite插值函数向单元的节点进行分配,对于移动质量模型下所产生的各相关的力采用移动质量单元处理.在假定变截面模式的基础上,推导了梁高呈线性变化及抛物线形变化的矩形截面梁单元刚度矩阵和质量矩阵,编制了有限元动力求解软件,并对变截面多跨连续梁桥在移动质量作用下的动力响应过程进行了数值模拟计算.结果表明:计算结果与一些已发表的简单算例吻合很好.     

基于车致桥梁响应和L1正则化的损伤识别研究

桥梁损伤识别是典型的反问题,通常需采用正则化手段求解。基于L₁正则化的损伤识别方法能很好地利用损伤所具有的稀疏性,在桥梁监测领域得到了广泛的应用。此类方法通常利用频率和振型的变化作为判断损伤的依据,然而实际测试中可获得的频率阶数有限、振型测试精度低,严重影响其效果。采用移动荷载激励下的桥梁动力响应,提出一种基于有限元模型修正技术和L₁正则化的损伤识别方法。首先,采用数值算例系统比较局部损伤导致的桥梁频率变化与车致桥梁动力位移-时间曲线面积变化情况,结果表明相比于频率变化,车致桥梁动力位移-时间曲线面积的变化更适合用于损伤识别。其次,提出基于有限元模型修正技术和L₁正则化的桥梁损伤识别方法。将桥梁有限元模型中的单元刚度折减因子作为待修正参数,以模型计算和实测车致桥梁动力位移-时间曲线面积的差值最小为目标函数,并引入L₁正则化优化求解,识别桥梁损伤。然后,采用包含单损伤和双损伤工况的简支梁和连续梁数值算例,验证所提方法的有效性,并分析测试噪音、移动荷载速度不均匀和桥梁刚度分布不均匀对识别结果的影响。最后,制作移动车辆和简支梁桥的试验模型,进行移动荷载试验。研究结果表明：提出的损伤识别方法能够较准确地识别桥梁单损伤的位置和程度,但随着损伤数目的增多,其有效性有所下降。     

边界弹性支撑地基板在移动荷载作用下的振动分析

刚性道面的接缝都具有一定的传荷能力,充分考虑此点可使设计更为经济合理,因此把刚性道面板建立为运动荷载作用下,弹性半空间地基上四边具有弹性支撑有限矩形板,此模型为一种新的力学模型。然后以单位力作用下的四边简支矩形板为基本系统,通过简化约束,考虑板挠曲面微分方程与振型函数在数学及力学上的相似性并利用互等功定理及变分法原理,求解出在匀速移动荷载作用下该矩形板的动力响应解析解。最后根据机场工程中实测的道面板弯沉值,利用此解析解反算出了板四边弹性支撑的刚度系数。通过该方法可以寻找接缝板动力挠度响应问题的一般规律,进而为从理论上找出动态接缝传荷(传剪)能力问题的一般规律提供参考,最终使有限矩形道面板的设计更加有效合理。     

桩土作用对连续梁桥抗震性能的影响分析

结合工程实例,利用有限元分析软件Midas/civil分别建立了考虑和不考虑桩土作用的两种连续梁桥有限元模型,并对比分析了地震荷载作用下两种模型的动力响应,得出考虑桩土结构相互作用可能会改变结构的振型及次序,并对桥梁抗震有利等结论,对于实际工程中基于性能的抗震设计有一定的借鉴意义。     

倒装路面结构在移动荷载下的力学响应分析

通过阐述有限元的动力方程建立理论依据,利用ANSYS建立路面结构和移动荷载的有限元模型,并计算倒装结构在移动荷载下的力学响应。结果表明,在移动荷载下的路面结构响应较静载小,车速的变化对其响应的影响较大,大体呈线形分布关系。在现有的路面设计理论和路面施工的基础上提供了一定的理论参考。     

基于振型动能法的大跨度斜拉桥振型分析和模态识别

针对拉索的自身振型以及与塔梁相互间的模态耦合作用被人为忽略和单凭振型图难以识别出主梁的主振型两大问题,采用多段索单元模拟拉索以便能准确地计算结构模型。通过动力计算分析振型参与的动能比例,实现了振型识别功能,得出斜拉桥的自振频率和振型。分析结果表明:斜拉桥的自振特性表现出明显的三维性和相互耦合的特点,主梁、桥塔、斜拉索之间相互影响;在一个较宽的频率范围内,许多振型都可能被动力荷载激起强烈的振动;为识别出主梁振动为主的振型和主振型方向分析振型参与的动能比例,应采用10阶以上的振型情况分析,为动力测试提供理论数据。     

公路桥梁高墩施工阶段动力特性分析

以国道209线和林格尔至清水河一级公路贾家湾大桥单支空心薄壁高墩施工为背景,通过变分原理推导了结构动力学方程和以有限元为基础的有限自由度的运动微分方程组.借助大型有限元软件MIDAS,并根据单支空心薄壁墩施工过程,建立了空心薄壁墩施工阶段的动力特性有限元计算模型,通过13个模型的计算,分别得到了每一个模型的前5阶固有频率和振型.通过分析各模型的动力参数,找到了一些对单支空心薄壁墩施工的影响因素.     

基于桥面不平顺的车桥耦合振动分析

把车辆和桥梁结构看成相互作用的两个子系统,分别建立二者的力学模型和振动微分方程。在求解过程中,通过位移协调条件和两个子系统间相互作用力相等的原则把两个子系统的振动微分方程耦合起来。利用有限元分析软件ANYSYS的二次开发语言APDL编写了求解车桥系统耦合振动微分方程的迭代计算命令流。以桥面不平顺为激振源,分析了主跨为550 m的福建长门大桥当多车辆通过时在各级桥面不平顺情况下的动力响应。计算结果表明,随着桥面不平顺程度的增加,桥梁结构和车体的动力响应均呈非线性增大,其中桥梁主跨跨中位移、主跨最外侧拉索应力和车辆加速度变化显著。     

平移模式下挡土墙墙背土侧压力系数的计算

根据库仑土压力理论中墙背滑动楔体整体达到静平衡的基本原理，假定沿墙高方向，土与墙背的摩擦角均达到极限值，从墙背处土体主应力偏转的应力状态分析出发，得到墙背处的主应力偏转角和土侧压力系数的计算公式；把土侧压力系数用于水平层分析法，建立了竖向土压力的基本方程，求解该方程，导出了挡土墙主动土压力、土压力合力及其作用位置的理论公式。经比较，该方法与其他方法对土侧压力系数的计算结果基本一致，所得的挡土墙主动土压力计算结果与模型试验结果也较为吻合。     

不确定层次分析下的桥梁评估最优指标权重确定

针对不确定层次分析法在桥梁评估中的不足,通过对不确定性判断原理进行分析,利用元素相离度的概念提出了一种求解指标权重的新方法,即根据不确定判断矩阵中的未知权重构造了一种目标优化模型,并利用计算智能中的实数遗传算法将优化模型转化为无约束的目标优化函数,通过复制、交叉、变异等遗传算子进行全局优化搜索,从而获取指标的最优权重。通过对2个算例的指标进行不确定判断,并对不同优化算法获取的优化结果进行分析比较,分析结果表明,新方法不仅能搜索到更优解,而且能获得更优权重,因此,验证了采用新方法的可行性。     

悬链线型斜拉索风雨激振模型及特性分析

斜拉索长度随斜拉桥跨度增大而增长，以抛物线型近似代替实际状态下拉索线型的误差也越来越大。考虑水线与拉索表面之间存在库仑阻尼力和黏滞线性阻尼力，建立了基于悬链线型考虑面内-外耦合振动的运动水线连续弹性拉索风雨激振理论模型，并推导出以各阶模态为坐标的拉索振动微分方程。以不同参数拉索为例，对拉索与水线的耦合运动微分方程组进行数值求解，并将计算结果与基于抛物线型的拉索风雨激振理论模型进行了比较。结果表明：在某些情况下，拉索采用悬链线型与抛物线型的计算结果在拉索振幅、参振模态、空间振动形态、振动频率、拉索与水线相位差以及水线的振动频率上有很大差异；垂度影响系数对拉索低阶模态有较大影响，抛物线型垂度影响系数大约是悬链线型的一半；采用悬链线型建立的拉索风雨激振理论模型得到的拉索各阶模态的自振频率比采用抛物线型模型的计算结果要高，模态阶数越低，自振频率差距越明显。     

重型汽车荷载作用下简支梁桥的动力反应分析

基于结构动力学理论，视桥梁与车辆为一个相互作用的整体系统，建立了桥梁在移动车辆荷载作用下振动的计算模式。在分析中，汽车采用2轴模型，桥梁结构模拟为梁单元，统一列出车桥系统的动力方程，编制了计算程序。对实际预应力混凝土简支箱梁桥在重型汽车作用下的动力冲击效应进行了计算，并与轻型汽车荷载作用下产生的动力冲击系数进行了比较。     

灰色GM（1,1）模型在大跨连续刚构桥梁线形控制中的应用

大跨连续刚构桥线形控制质量关键取决于悬臂施工过程中各节段的预拱度取值。基于灰色GM（1,1）模型理论,将大跨连续刚构桥各节段预拱度值的理论计算值和现场实测值之间的差值作为灰色微分序列,建立新陈代谢GM（1,1）模型。结合镇大公路京杭运河大桥主桥施工监控项目工程实际,依据灰色模型对大桥施工过程中各节段的预拱度进行预测,从而控制桥梁线形。监控实践表明,灰色GM（1,1）模型能够较精确地预测施工过程中各节段的预拱度,很好地应用于大跨连续刚构桥梁的线形控制中。     

中山一桥模型试验及理论分析

中山一桥是一座由中拱、边拱、座拱5片拱肋组合而成的变异自平衡无推力系杆拱钢桥，其造型新颖独特、受力复杂，为研究其力学行为，进行了缩尺模型试验。详细介绍了中山一桥模型试验的目的、模型设计原则、测试工况、加载方案以及应变和变形测点布置情况等，并给出了几个主要荷载工况的试验数据；同时还建立了空间板壳有限元模型，指导试验加载。通过试验数据与理论数据的比较，可以看出两者比较接近，从而从试验和理论两方面证明了该桥设计是合理、安全的。     

一种共轨式电控高压供油泵凸轮型线的设计

运用机械动力学的原理建立了凸轮机构动力学模型和振动方程 ,通过预先给定一个期望的柱塞运动规律 ,进行凸轮机构动力学设计 ,然后反求凸轮廓线 ,得到凸轮型线设计所需要的数据 ,并通过实例设计出一种多项式动力凸轮。     

混凝土斜拉桥主梁的非稳态温度场与应力场分析

按非稳态温度场问题的热平衡控制微分方程和弹性力学平面应变问题的计算理论,应用变分原理给出了温度场和应力场的有限元计算列式。根据结构热分析和热应力分析的单向耦合特点提出了在同一有限元模型上按时间差分顺序耦合求解斜拉桥主梁温度场和应力场问题的方法,编写了计算机程序;并计算分析了一混凝土斜拉桥的主梁截面内温度分布和应力分布,对比了温度实测值,得出了几个重要的结论,对同类桥梁的设计具有实际参考价值。