桥梁受船舶碰撞的动力计算方法

计算了斜拉桥、连续梁和刚构桥在船撞动力作用下的响应,以考察船舶撞击力在航道桥设计中的重要性;对动力和静力方法的计算结果进行了比较分析,结果表明,对于所分析的几种桥型,采用静力计算方法得到的船撞结构内力、位移值与采用动力方法得到的船撞结构内力、位移值有很大的差别。对于设计,静力法过于粗糙,建议在桥梁船撞设计中采用动力计算方法进行船撞桥梁结构内力的计算。     

风浪荷载共同作用下大跨度刚构桥动力响应规律研究

风浪作用在结构上会对结构产生动力作用,从而影响到结构的内力及响应。为研究风浪作用下大跨度连续刚构桥的动力响应规律,利用通用有限元软件ANSYS建立了刚构桥的有限元模型,并以经典理论为基础,在风浪耦合关系的基础上建立了风场和波浪场的数值模型,此数值模型在抖振力响应的基础上考虑了波浪对风场的影响。对大跨度刚构桥在风浪荷载共同作用下的动力响应结果进行了分析。研究结果发现:对比风荷载、波浪荷载单独作用及风浪荷载共同作用下桥梁不同位置的横向位移响应结果,墩顶位移相对增幅要大于跨中位移相对增幅,波浪荷载作用对桥梁横向位移响应的影响从桥墩到跨中依次减小;对比风荷载、波浪荷载及风浪荷载共同作用下桥梁墩底剪力及墩底弯矩响应结果,波浪荷载作用对墩底横向剪力、墩底纵向剪力、墩底绕横桥向弯矩和绕纵桥向弯矩均有明显影响,波浪荷载作用对墩底剪力的影响很大,对墩底弯矩的影响较大;风浪荷载共同作用并不是风荷载、波浪荷载单独作用下响应的简单叠加,波浪形成时会对风场产生影响,除了随机湍流风速以外,波浪会引起与波浪同步的上方气流速度变化,在风浪场中的风速模拟时,需要考虑波浪对上部气流的影响,因此对横向位移响应影响较大的主要作用为风荷载作用,但并不意味着可以忽略波浪荷载的作用。     

考虑海域水位变化的船撞桥流固耦合分析

为研究水流对船撞桥过程的影响及水位对桥梁动力响应的影响,以金塘大桥非通航孔段连续梁桥为背景,采用ANSYS-LSDYNA软件建立流固耦合和附加质量2类船撞桥模型,分析流体对撞击过程中撞击力和能量转移的影响以及不同水位下桥梁各构件的动力响应,并通过缩尺模型试验验证流固耦合模型的正确性。结果表明:采用流固耦合法计算的撞击力幅值较附加质量法大15%左右;直接受撞区、桩基承台连接处、桥墩承台连接处是桥梁遭受船撞时的高危应力区;水位越高,撞击时桥梁上部构件的位移越大;低水位下,船舶直接与桩基发生碰撞,对桥梁下部结构的潜在破坏较为严重。     

三种规范对桥梁墩柱撞击力的比较

针对目前桥墩被船撞事故的频发,研究了某大桥水中桥墩在船撞作用下的响应,分别按照公路桥涵04规范、铁路规范、欧洲规范的要求采用不同的船舶撞击力,对各撞击力作用下桥梁墩柱结构进行计算、分析、比较。在3种规范对船舶撞击力的规定中,公路规范取值最小,铁路规范次之,欧洲规范最大,由此在桥墩防撞设计时应引起设计人员足够的重视。     

滚石撞击桥墩动力响应试验

为正确估计滚石撞击山区桥梁结构的动力响应,以中国西部山区中广泛采用的矩形桥墩为对象,利用45°,90°,135°不同高度重力摆锤下落,对3种不同截面尺寸(20cm×20cm,30cm×30cm,40cm×40cm)矩形墩柱进行冲击试验,从动态损伤扩展、墩柱撞击力及墩顶动力响应等方面研究矩形墩柱的冲击响应过程和破坏机理,并将墩柱撞击力时程曲线与中国《公路路基设计规范》(JTG D10—2016)及日本道路公团给出的等效静力撞击力计算公式进行对比和讨论。研究结果表明:冲击荷载作用下,墩柱可能出现整体损伤及局部损伤2种损伤形态,其中局部损伤出现在墩柱撞击区域,主要为剪切裂缝,整体损伤出现在墩底,主要为弯曲裂缝;墩柱整体刚度的提高对撞击区域混凝土局部损伤影响不大,但能减小墩顶位移,增大撞击力峰值;随着重力摆锤下落高度的提高,撞击初始动能越大,墩柱的墩顶位移及撞击力峰值都将增大;中国《公路路基设计规范》撞击力计算公式与试验平均撞击力接近,计算结果偏小,设计不安全,日本道路公团公式的分析结果与实测墩柱撞击力峰值吻合良好,建议工程设计予以采用。     

船行波激励下深水桥墩的动力响应分析

土凉大桥主桥为(75+4×130+75)m预应力混凝土刚构-连续梁组合体系桥梁。该桥施工过程中,船行波引起桥墩较大晃动,施工被迫停止。为解决这一问题,根据库斯科公式、开尔文理论及《港口与航道水文规范》计算船行波荷载,以8号墩为例采用ANSYS软件建立桥墩有限元模型,分析船行波作用下桥墩的动力响应。结果表明:作用在桥墩上的船行波荷载为沿结构淹没深度变化的非线性分布荷载,随水深的增加迅速降低;船速20km/h时,墩顶位移和加速度响应最大;为避免桥墩出现较大晃动,建议客船行至桥墩附近时将船速减小至15km/h以下通过桥墩。     

船舶-桥墩碰撞动力响应分析研究

船舶撞击作为跨航道桥梁服役期间常见的一种偶然荷载形式,为桥梁结构的安全运营带来了严重威胁。本文以某跨江桥梁为例,采用动力时程分析方法,对桥梁主墩进行了船-桥碰撞动力分析,研究不同撞击工况下桥墩的动力响应问题,并将有限元仿真分析的碰撞力与按国内外规范规定算法计算的撞击力进行了对比,提请桥梁设计者注意。     

英德浈阳大桥船舶撞击力标准值比较研究

由于现行各船撞力经验公式计算的结果差异较大、设计值不统一,而无法直接应用于桥梁的防撞设计,因而必须结合有限元仿真计算,并综合考虑船桥碰撞各因素来确定。该文借助Ansys/LS-DYNA非线性有限元分析软件,对英德浈阳大桥进行船撞数值模拟,计算了不同工况下的撞击力,讨论了不同水位、不同角度以及船头不同碰撞部位对船撞力的影响。并将数值模拟得到的船撞力和国内外规范经验公式的计算结果进行比较分析,进而确定该桥船舶撞击力的标准取值。     

某航道桥下部结构受船舶撞击后安全性能评估及修复

为评估航道桥下部结构的船撞安全性,以遭受船撞的某内河航道桥为研究对象,采用有限元方法和相关规范计算受撞击的5号桥墩自身水平抗力、船撞力、墩顶位移,并从墩顶位移和桥墩抗力两方面对受撞桥墩的安全性进行评估。结果表明:5号桥墩的横桥向和顺桥向抗力均由桩基强度控制,分别为2528 kN和1142 kN;事故船撞击工况下,墩顶最大横桥向和顺桥向位移分别为7.6 mm、13.4 mm,满足位移限值要求;沿横桥向和顺桥向的船撞安全系数分别为1.67和0.94,顺桥向的自身抗力不足以抵抗瞬时船撞力,导致桥墩桩基础受损,建议采用增大截面法对受损桩基础进行加固补强,并设置独立防撞墩以保障桥梁结构安全。基于分析过程,总结了桥梁下部结构船撞安全评估的一般流程。     

船舶撞击桥墩动力响应影响因素研究

洪奇沥大桥主桥为(52+80+52)m预应力混凝土变截面连续箱梁桥,跨越航运繁忙的三级航道洪奇沥水道,船撞风险较大。为研究船撞桥过程中不同撞击因素对洪奇沥大桥桥墩动力响应的影响,制作该桥的有机玻璃模型,采用摆锤模拟船舶的撞击作用,分析不同撞击速度、主梁重量、约束方式、水位条件下的墩顶横桥向加速度,并利用LS-DYNA软件建立有限元模型,与模型试验结果进行对比。结果表明:撞击速度和主梁重量与桥墩墩顶横桥向加速度呈线性正相关关系;墩顶约束越强,桥墩的刚度越大,撞击后桥墩墩顶加速度值越大;水位变化对船舶撞击桥墩加速度影响不大。     

在动载作用下山岭隧道锚杆的动态响应分析

基于现场监测数据,采用数值分析方法研究了拱桥铺山岭隧道在底部动载作用下隧道锚杆的轴力和锚固水泥浆应力的动态响应规律。随着爆炸应力波传播,无衬砌影响的锚杆轴向拉应力在极短的时间里增加至峰值,最后趋于稳定,有衬砌锚杆轴力一开始都是向受压方向达到峰值,然后逐渐向反方向振动。每根锚杆从锚头到锚尾锚杆单元轴力都是先增加后减小,中间锚杆单元受拉较大。随着动载作用时间推移,无衬砌影响锚杆在动载作用下,锚杆锚固水泥浆应力逐渐上升到峰值并逐渐趋于稳定,每根锚杆的锚固水泥浆应力从锚头至锚尾由负向正方向转变,正负方向水泥浆应力峰值都是由中间向两端逐渐增大。受衬砌影响锚杆锚固水泥浆应力在动载作用后,锚杆锚固水泥浆应力发生多次振动,除了拱腰附近锚杆受到锚固水泥浆应力较小外,其他锚杆的锚固水泥浆应力从锚头至锚尾由正向负转变,峰值大小是先减小再增加。     

整车多轮动载作用下沥青路面动力响应

车辆荷载作用下沥青路面各结构层受力复杂,现行公路沥青路面设计规范未能考虑车辆振动特性和橡胶轮胎非线性。为研究整车多轮动载作用下沥青路面动力响应,基于车辆动力学、橡胶材料超弹性及沥青路面黏弹性理论,构建整车-橡胶轮胎-沥青路面三维有限元模型,与实际车-路现场测量比较验证本模型的可靠性,对比分析无路面不平度与B级路面不平度激励下,路面各结构层动力响应。结果表明：通过与实际车-路测量结果比较,沥青层底部纵向最大剪应变与实测值误差为5.889%,表明该车-路动力学模型可靠、合理;B级路面不平度激励下,后轴左单轮接地法向力为0~86.526 kN,车体法向振动加速度为-0.451~0.372 m·s^-2,后轴左悬架弹力为60.376~68.42 kN;与无路面不平度相比,后轴左单轮最大接地法向力、车体最大法向加速度、后轴左悬架最大弹力分别增加113%、402.7%、7.4%;与无路面不平度相比,沥青路面上、中、下面层纵向最大压应力分别增加18.91%、12.4%、21.1%,纵向最大拉应力分别增加3.94%、6.25%、33.3%;横向最大压应力分别增加10.43%、8.47%、9.19%,横向最大拉应力分别增加12.19%、13.08%、33.33%,且压应力数值远大于拉应力;竖向最大压应力分别增加19.1%、19.35%、20.07%,竖向最大拉应力分别增加26.93%、7.38%、6.2%,且前轮压应力大于中、后轮压应力。以上数据说明路面不平度对结构层响应影响较大,车辆振动特性及橡胶轮胎与路面非线性接触不容忽略。     

FWD荷载下的多层弹性体系沥青路面动力响应

采用轴对称有限元模型，对落锤弯沉仪（FWD）荷载下的多层弹性路面体系进行了动力响应分析，并编制了相应的Fortran90程序。将结果和ANSYS计算结果对比，表明模型选用合理，计算结果准确。     

您开车,悬挂我来调校 解读动态底盘控制系统

我们知道,要将轿车的悬挂调校得路感清晰,也就是能够感觉到明显的运动性,这必然会使舒适性大打折扣。反之,要获得良好的舒适性,路感就会变得模糊。也就是说:运动性和舒适性是相互冲突的。悬挂系统的调校原则就是在运动感和舒适感之间的平衡。如今,装备了DCC动态底盘控制系统的轿车能够在保持了路感清晰的基础之上,也可以让您感受到前所未有的驾乘舒适性。让您可以根据不同的驾驶环境相应地选择运动性底盘还是舒适性底盘。使底盘能始终将行驶条件实时地与驾驶者的意愿完美地配合并维持其平衡。在DCC系统中,悬挂系统针对路面条件、行驶工况及驾驶者的需求不断地进行自我调整,所以DCC亦称"自适应底盘控制系统"。众所周知,减震器具有迅速减弱车身和车轮振动能量的作用。故DCC的主角一定是电控调整阻尼值的减震器。但您可能没有想到,本刊上期介绍的EPS电动助力转向系统也在DCC动态底盘控制系统中起着作用。DCC通过可调节的减震器和电动转向机解决运动性底盘与舒适性底盘的设计冲突。     

您开车,灯光我来调节解 读动态车灯辅助系统

动态车灯辅助DLA（Dynamic Light Assist）系统是驾驶员辅助系列功能中的又一项创新技术。与本刊上期介绍的远光灯辅助系统用切换远近光灯的方法改变照程不同,DLA是在不关闭远光灯即不改变足够的照明亮度的情况下,根据交通状况灵活地调节远近光灯的照程,目的是避免对其他车辆的驾驶者造成眩目的前提下不熄灭远光灯,从而提高夜间驾驶的安全性。     

动应变测量在桥梁动挠度识别中的应用分析

随着桥梁的发展,桥梁的问题也逐渐增多,近年来,我国出现了多起桥梁安全事故,主要是因为桥梁的变形产生,而挠度为桥梁变形的指标,故研究梁的挠度识别很重要。首先,通过分析和介绍位移模态理论与应变模态理论的异同点,以及应变模态理论得到梁的应变模态的表示,在此基础上,提出了互关函数在梁动挠度识别中的应用。然后,通过以实际工程为研究对象,按照1∶10的比例建立桥梁实验模型,桥梁模型全长10m,截面积为2.52cm^2,高50mm,将其分成20段,每0.5m为一个单元,计算其挠度。最后,进行实际桥梁验证,将实际桥梁的测量值与桥梁模型的挠度计算值进行对比。通过实验得到,对梁施加脉冲荷载研究其动挠度的识别值与精确值之间的吻合度,并且得到测量点的布置对吻合度的影响。对梁施加动荷载,即EL CENTRO地震波,通过对比研究动荷载作用下,动挠度的识别值和精确值之间的吻合度,得到互关函数法在动挠度中的应用,对同类型的研究具体一定的参考价值。     

跳车作用下沥青路面的细观动力响应分析

为了深入研究沥青路面结构受跳车冲击荷载作用时的变形和应力扩展规律,从细观结构角度出发,基于沥青材料的非均质性,利用Monte-Carlo法生成随机骨料,建立了沥青路面结构的二维数值模型。利用Abaqus有限元软件进行了跳车冲击作用下沥青路面的受力性能分析。并在此基础上,对轴重与跳车高度进行了参数分析。结果表明:用细观有限元模型建立的二维模型可以很好地模拟荷载作用下沥青路面的受力形态与应力分布;不同汽车质量对接触压力峰值的影响极为明显,其中汽车质量达到2100 kg时,接触压力峰值最大达到688.75 kN,应力峰值达到3.42 MPa;随着跳车高度的增加,沥青路面的接触压力逐渐提高,且在高度达到75 mm时,沥青路面的接触压力、峰值应力与变形逐渐趋于极限值。     

液压挖掘机工作装置动态测试与瞬态动力学分析

为了分析液压挖掘机工作装置在实际工况下的动态特性,以XE215G中型挖掘机为研究对象,利用实测的动臂、斗杆和铲斗油缸压力和位移数据,通过建立动力学模型间接计算所有铰点载荷。与此同时,测试动臂、斗杆大应力部位的应力-时间历程。对动臂、斗杆进行瞬态动力学分析,将瞬态动力学分析结果与测试结果对比,发现2种结果中测点处的应力变化规律基本吻合,证明瞬态动力学分析结果可信。瞬态动力学分析能够反映实际挖掘过程中的工作装置动应力分布规律,其他未测试危险点位置的应力-时间历程也可以根据瞬态动力学分析获得。     

动态交通分配中一种多模式动态决定式点排队模型及其特性分析

提出了一个可应用于动态交通分配中的多模式决定式点排队模型。模型中不同的交通模式(如小汽车、卡车和公交车等)由于车辆特性以及长度的差异在路网中将分别具有不同的行驶特性。为了能够反映不同模式车辆在路段上的相互作用,将单模式点排队模型扩展为多模式点排队模式。并对这个模型的相关特性进行了研究,如:反映不同模式车辆在路段上的速度收敛特性,在路段上每一模式车辆的先入先出特性(FIFO)以及路段上不同模式车辆的因果特性。     

内燃机动态测试装置及动态试验方法研究

通过对内燃机动态测试装置的研究，并与传统的动态性能测试方法相比较，分析了基于该测试装置可进行的内燃机动态试验方法．包括模拟整车试验、电控内燃机的优化匹配试验、内燃机排放实时测试试验等。