大攻角条件下大跨径斜拉桥抗风性能试验研究

我国沿海及西南地区风力较大,大跨径桥梁在风的静力作用下会产生较大的、不均匀分布的扭转变形,对桥梁寿命及车辆行驶安全性造成较大的影响。文章为研究风力作用下大跨径斜拉桥的抗风颤振性能,基于弹簧悬挂阶段模型试验开展了大攻角条件下大跨径斜拉桥抗风性能试验研究。研究结果表明,不同攻角条件下桥梁出现了两类不同的颤振现象:小攻角下的发散型弯扭耦合颤振现象和大攻角下的自限幅非线性颤振现象。研究成果可为我国桥梁抗风设计提供一定的依据。     

基于结构振动动力响应的钢筋锈蚀无损探测技术研究

钢筋锈蚀是钢筋混凝土构件在使用过程中常见的也是最具有破坏性的病害之一,为准确判断钢筋锈蚀对结构安全和耐久性的影响,延长结构的使用寿命并达到节能环保的目的,实现钢筋锈蚀的无损探测尤为重要,而振动诊断技术通过测试结构的动力响应使钢筋锈蚀的无损探测成为可能.通过有限元仿真技术,研究简支梁在不同钢筋锈蚀程度下的频率、振型以及曲率值等动力响应规律,为基于结构振动动力响应的钢筋锈蚀无损探测技术提供基础数据.     

爆破振动下埋地管道动力响应的研究进展

为保证爆破振动下埋地管道的安全运行,对目前爆破振动下埋地管道动力响应的研究方法及研究成果进行了总结,分析研究中存在的问题和需要改进的地方。针对爆破施工现场埋地管道问题,指出了现有安全判据的不足,讨论了爆破振动下埋地管道安全监测的合理安全判据。在总结分析的基础上展望了今后爆破振动下埋地管道动力响应研究的主要方向和方法。     

随机波浪力激励作用下悬浮隧道锚索频域动力响应

文章提出随机波浪力激励作用下悬浮隧道锚索频域动力响应的理论研究,利用虚拟激励法和Galerkin法建立表示悬浮隧道锚索动力运动的数学方法,通过等效线性法求解振动系统非线性运动方程,分析波浪参数及结构参数对振动系统在平稳和非平稳随机激励作用下的动力响应参数影响作用。通过和孙胜男方法及AQWA水动力计算软件进行结果对比,发现文章提出的方法能够在保证精度的前提下更能反映真实的海洋情况。研究成果可为随机波浪力激励作用下的悬浮隧道及其锚索的工程设计及施工提供理论参考依据。     

桥梁空心高墩动力特性及风振响应数值模拟分析

高耸结构的抗风性能是一个重要的研究课题。为了研究桥梁空心高墩的动力特性以及抗风性能,文章采用有限元法建立空心墩的三维模型,分析了在风荷载作用下桥梁空心高墩墩顶及墩底的位移与加速度变化情况。所得结论可为桥梁空心高墩的抗风设计提供参考。     

基于Midas Civil的简易车桥耦合振动分析

文章以某40m预应力混凝土简支T梁为例,利用单轴车桥耦合振动数值模型及基于MidasCivil的简易车桥耦合振动模型对移动车辆荷载作用下的T梁结构动力响应情况进行计算分析。结果表明,基于MidasCivil的简易车桥耦合振动模型与数值模型的结构挠度峰值计算结果相差不大,可用于简单的车桥耦合振动分析。     

重载作用下铁路隧道底部结构动力响应特征及合理设计参数研究

文章基于动力有限元理论,采用激振函数模拟列车荷载,建立了重载铁路隧道结构与围岩的耦合数值计算模型,分别分析了不同矢跨比、填充层厚度和仰拱厚度对重载铁路隧道底部结构动力响应特性的影响。结果表明:重载作用下,隧道底部结构各部位的动力响应程度较常规铁路隧道更大,对结构的稳定性更为不利。同时通过研究得出了重载作用下,隧底结构不同力学指标的最大响应值及其出现的具体位置,进一步通过设置典型参数工况,探讨了重载双线铁路隧道底部结构的合理设计参数,对于重载双线铁路隧道底部结构,矢跨比、填充层厚度、仰拱厚度分别取为1/10~1/11、1.2~1.3 m和40~50 cm较为合理,能有效改善重载双线铁路隧道底部结构的动力响应及受力状态。     

高速铁路交叉隧道动力学问题研究综述

文章针对高速铁路交叉隧道的分类和组合型式进行划分,分别阐述了其存在的关键动力学问题,并通过广泛的相关文献调研,总结了高速铁路交叉隧道在列车振动、空气动力效应以及地震震动等方面的研究现状与不足;指出了今后的研究重点:(1)考虑隧道结构、地层参数以及邻近交叉隧道的结构特征,建立高速列车-轨道-交叉隧道为一体的三维精细化分析模型,并用其开展定量安全评价;(2)开展车隧气动结构效应研究,提出保障隧道结构安全的工程措施,进而建立考虑列车气动荷载与其他动力荷载叠加作用下交叉隧道的安全性评估方法;(3)进行全方位的高速铁路交叉隧道地震动力响应研究,揭示交叉隧道结构本身的动力特性,提出相适应的抗震设计方法;(4)引入混凝土和岩石动力损伤本构关系,建立能考虑材料动态损伤的计算模型,以对结构在长期反复动力作用下的动力响应特性及其累积损伤效应开展深入研究。     

沥青路面动力响应分析方法研究

西部交通建设科技项目"沥青路面动力响应分析方法研究"旨在建立车辆-道路系统动力学模型,研究高速重载车辆荷载作用下沥青路面结构的动力响应情况,分析动力载荷对沥青路面结构使用性能的影响,从而提出适合重载交通条件的沥青路面动力响应理论分析方法。本篇对该项目的技术创新点、主要研究成果、社会经济效益及推广应用前景进行了介绍,为今后沥青路面的结构改造与设计提供理论依据。     

多轴车桥耦合振动模型的Fourier级数求解方法分析

文章以某高速公路40m简支T梁为研究对象,基于结构动力学原理推导了多轴车桥耦合振动系统的系统振动微分方程,并求解出微分方程时变激振力的Fourier级数表达式,同时基于模态叠加法得出结构动力响应的解析表达式,对该简支T梁在不同过桥车速、不同车辆车轴布置以及不同车辆车轴超重情况下的结构动力响应进行参数分析。     

双线并行盾构隧道横向地震响应规律研究

为研究双线并行盾构隧道的横向地震响应规律以及隧道—土体—隧道的相互作用机理,文章以深圳地铁13号线区间盾构隧道工程为背景,运用MIDAS/NX有限元模拟软件,计算分析日本阪神波及北京人工波下不同角度并行的双线盾构隧道地震响应规律。结果表明:与单线隧道相比,双线并行的空间组合方式对土体的动力响应具有放大效应,尤其是近距离隧道的中夹土;水平并行隧道动力响应最大,是线路抗震设计的最不利组合方式;双线隧道靠近侧的X型区域内力与变形最大,是结构抗震设计的薄弱环节;隧道—土体—隧道相互作用区域可根据距径比划分为3个等级:严重影响区、中度影响区及轻微影响区。     

市域快轨列车运行引起的临近结构振动响应分析

市域快轨与其他结构临近难以避免,有必要探究市域快轨列车运行引起的临近结构振动响应.依托温州市域快轨S1线工程实例,通过有限元软件ABAQUS计算了市域快轨运行引起的临近水厂沉清池振动响应,分析了列车速度和隔离措施对沉清池振动速度的影响;监测了列车不同速度运行引起的沉清池振动速度,并与数值模拟结果进行了对比分析.分析结果表明:列车速度和隔离措施对市域快轨列车运行引起的临近结构振动响应的影响显著.     

中庭式地铁车站结构地震动力响应机制分析

随着建筑功能需求的多样化,出现了中庭式地铁车站结构型式。为引入自然光,中庭式地铁车站结构顶板、中板的中部去除,设置横梁代替;并且为了扩大空间,地下一层不设柱,地下二层设置扁柱,这些特征使中庭式车站地震动力响应异于传统车站。文章通过中庭式地铁车站土-结构1/30缩尺模型振动台试验研究,探究不同峰值、频谱地震动作用下场地土体的放大衰减效应、结构的加速度、动力应变响应,并分析地震动力效应对结构内力的影响,为中庭式车站结构抗震设计提供参考依据。     

飞机降落冲击荷载作用下高铁隧道动力响应及疲劳损伤研究北大核心CSCD

针对运营期高铁隧道衬砌结构在飞机降落冲击荷载作用下的动力响应规律及疲劳损伤问题,以成自高铁下穿天府机场东二跑道区间隧道为工程背景,采用有限元分析的方法研究隧道动力响应及疲劳损伤规律。结果表明:B747-400型飞机在粗暴着陆后0.05 s时刻动力载荷达到最大值,约为500 kN;在单次粗暴着陆工况下,拱顶位移和受力最大,位移最大峰值为1.58 mm,拉应力最大峰值为437.79 kPa,压应力最大峰值为556.24 kPa,衬砌结构未出现塑性损伤;飞机荷载长期作用下,随着循环次数的增加,结构损伤部位和程度也随之增加,拱顶损伤最突出,其次为边墙,隧道衬砌在上方飞机长期粗暴着陆作用下的疲劳寿命大致为25 a。     

大跨高低塔斜拉桥桥塔抗风性能试验研究

为研讨大跨径斜拉桥桥塔的抗风性能,文章以某大跨度斜拉桥为研究背景,对高桥塔进行有限元动力特性分析,并制作了缩尺比为1∶100的桥塔气动弹性模型,在模拟的均匀流、紊流场中进行风洞试验。研究表明：桥塔在0°～60°风向角下未出现涡振,在75°和90°风向角下出现小幅顺桥向涡振和扭转涡振;桥塔在各风向角下未出现明显的抖振和驰振响应。该研究可为桥塔裸塔状态的抗风性能研究提供参考。     

基于损伤理论的高速铁路隧道结构振动响应分析

基于Mazars损伤模型和Loland损伤模型,文章将损伤变量引入到Drucker-Prager本构模型中,构建了混凝土材料的弹塑性损伤本构关系,并在FLAC5.0二次开发平台上实现了该损伤模型的计算程序化。利用开发的损伤本构模型,对武广客运专线上某典型高速铁路隧道结构的振动响应进行了计算分析,量化了衬砌结构的动力损伤量,为高速铁路隧道结构寿命预测及结构耐久性评定奠定了基础。计算结果表明,由列车振动荷载引起的隧底沉降和洞周变形很小,均在4 mm以内;列车振动荷载对衬砌结构的不利影响主要表现为结构拉应力增加;衬砌结构的最大损伤主要集中于仰拱迎土侧;振动产生的应力波在衬砌结构内部衰减非常快,列车振动荷载只对隧道底部局部产生一定的影响。     

风沙地区铁路减灾选线及防沙工程设计原则分析

在风沙地区开展铁路工程,为保证铁路施工与运营安全性,需要重视减灾选线及防沙工程设计。基于此,结合流沙区、戈壁风沙区及高风沙区的特点,分别从选线主要控制因素及难点、线路减灾选线原则、风沙防护工程设计原则三个方面对这三类典型风沙区域的铁路减灾选线及防沙工程设计相关问题进行研究,以期为铁路建设提供理论支持和实践指导,促进我国铁路交通事业的发展。     

飞机荷载对隧道结构的动力影响分析

随着立体交通路网的发展,在机场跑道或停机坪下修建隧道的情况时有发生,这就需要研究飞机移动荷载对下穿隧道结构的影响,以确保其安全。文章依托北京市首都机场捷运工程,基于有限元法比选了节点动力荷载及面动力荷载两种简化飞机移动荷载的响应结果,结合计算结果与现场实测数据,进一步分析了飞机移动荷载对隧道结构的影响规律。结果表明:两种飞机简化荷载作用下,隧道的竖向位移变化规律相似,但节点动力荷载作用时隧道的竖向位移略大;飞机着陆点与隧道相对位置的变化对隧道结构的竖向位移变化规律影响不大;飞机位于隧道正上方三倍洞径范围内跑道时对隧道结构的动力影响是不容忽视的,不仅引起隧道结构发生明显的竖向位移,还可导致围岩压力的显著增大;而在飞机动、静荷载作用下,拱顶中心位置的围岩压力及竖向位移最大,需重点关注。     

中庭式地铁车站结构地震动力响应机制分析北大核心CSCD

随着建筑功能需求的多样化,出现了中庭式地铁车站结构型式。为引入自然光,中庭式地铁车站结构顶板、中板的中部去除,设置横梁代替;并且为了扩大空间,地下一层不设柱,地下二层设置扁柱,这些特征使中庭式车站地震动力响应异于传统车站。文章通过中庭式地铁车站土-结构1/30缩尺模型振动台试验研究,探究不同峰值、频谱地震动作用下场地土体的放大衰减效应、结构的加速度、动力应变响应,并分析地震动力效应对结构内力的影响,为中庭式车站结构抗震设计提供参考依据。     

公路沥青路面结构动力响应及车辆舒适度分析

文章以某高速公路工程为例,选用ANSYS数值模拟软件,建立标准沥青路面有限元模型,探究公路沥青路面结构的动力响应规律,并基于已有研究成果,采用主客观相结合的评价方法对不同行车参数条件下的乘车人员舒适度进行分析,得到如下结论：沥青路面结构的动力响应随车重和制动力的增大而增大,随车速增大呈现先增大后减小的趋势;沥青路面结构竖向响应对车重敏感性强,路面水平动力响应对车辆制动变化的敏感性强,车速对路面动力响应的影响较小;车辆行驶速度越大、制动力越大则车辆的动力响应越明显,乘车舒适度越低;车重会降低车辆的动力响应,提高乘车舒适度,但车重过大极易引发安全事故,故需进行合理限制。