振动压路机工作振动对民宅影响的监测与分析

为评价振动压路机施工振动对民宅的影响,对京福高速公路徐州西绕城8标小山村路段压路振动进行了实地监测。用简化的地面振动衰减公式计算回归振动压路机地面振动数据,得出在该地质条件下地面振动衰减关系,并对该地质条件下振动压路机工作振动的影响进行了分析和评价。     

地面交通荷载引发的场地振动实测分析

对城市地面交通引发的场地振动进行现场实测,基于实测数据,在时域和频域内分别统计分析了公交车引发的振动随距离的衰减规律,统计结果表明,衰减速率在近振源区域明显大于远振源区域,振动的影响范围在距振源50 m以内的区域;由公交车引发的振动在影响区域内的卓越频带为7～20 Hz,其中心频率约为11 Hz.最后,亦比较了采用面源荷载引发振动的地表响应经验公式的预测值与实测值,结果表明,经验公式在应用于本文的测试条件时,可能会低估振动水平.     

强夯置换法加固地基现场试验研究

为评估强夯置换施工对周边油气管道的影响,结合大亚湾石化区强夯置换加固路基工程,在试验路段(周边无油气管)布置了位移边桩、测斜管和强夯振动监测点。利用全站仪测量了地表变形情况;数字测斜仪测量了土体内部的侧向变形情况;振动测试仪记录了强夯施工时地表监测点的振动曲线。试验结果表明:深层侧向位移在2～4 m深度范围内衰减较快,5 m以下深层侧向位移基本为零;强夯置换振动的影响范围为25～30 m。对位移和振动的监测数据的分析,可知在5 000 kN.m的夯击能时:强夯置换施工的影响范围为25～30 m。     

振动压实引起环境振动的试验研究

根据BW219DH-3振动压路机压实施工诱发地面振动的实测资料，分析得出了振动压实施工诱发的地面振动的特点、振动加速度的主频特性和振动加速度幅值在不同方向上的衰减特性。通过对加速度幅值回归拟合，得到了加速度衰减规律公式，从而给出了控制施工安全距离的指导公式。     

豫西黄土地区振动压路机的地面振动衰减

从理论上推导出振动压路机地面振动衰减关系的简化形式，列出振动机在洛阳－三门峡－灵宝高速公路施工中产生的地面振动的实验数据。根据实验数据，统计得出两种常用型号振动压路机在豫西黄土地区施工振 动的地面振动衰减关系，计算得出豫西黄土地区的地基土能量吸收系数。研究表明，振动压路机的激振力、振动频率和场地土质条件都是影响振动衰减的重要因素。这就为正确评价压路机在相同土质条件和工作状况下地面振动对附近建筑物的影响提供了科学依据。     

爆破开挖路堑对罗依溪隧道安全影响的数值分析

以永吉(永顺—吉首)高速公路上跨焦柳铁路罗依溪隧道路堑的爆破开挖为研究对象,对爆破荷载对隧道主体结构安全的影响进行数值模拟。结果表明,所使用的爆破方案对隧道和边坡位移及整体稳定性的影响不大;爆破振动在岩层中50m传播范围内迅速衰减,振速衰减至约为10cm/s,可认为该爆破振动影响的安全最小深度为50m。考虑到岩土计算参数的离散性,建议在开挖深度达到距离路基面10m后采用液压炮头机钻裂施工,以上部分可采取爆破施工。     

桥面不平顺状态下含裂纹梁的车桥耦合振动分析

为分析桥面不平顺状态下含表面裂纹时桥-车耦合振动,利用1/4车辆模型,基于桥面不平顺产生的随机激励,运用Hamilton原理建立桥面不平顺状态下含裂纹桥-车耦合系统动力方程,应用Runge-kutta法对方程进行求解,分析不同等级桥面不平整度下,裂纹深度、车速、桥车质量比等参数对桥梁结构位移的影响。结果表明,随着裂纹深度的增加,梁体跨中位移峰值增大,且考虑桥面不平顺状况时梁体跨中位移响应更复杂。     

沥青路面振动压实过程动力学仿真分析

为了对沥青路面施工中振动压路机振动轮加速度变化规律进行研究,以"振动压实设备-沥青路面"二自由度动力学模型为基础,分别提出沥青路面振动压实过程接地振压工况和跳离地面跳振工况动力学方程,通过Matlab/Simulink软件对2种工况动力学方程进行仿真建模分析。仿真结果表明:接地振压工况下,当达到稳态振动时振动轮加速度随时间变化成正弦曲线变化;跳振工况下,振动轮加速度在跳离地面时振动加速度变化较小,当与地面接触时振动轮加速度出现突变。通过现场试验实测振动轮加速度随时间变化规律与仿真结果进行对比分析,结果表明:所建立的2种工况动力学模型仿真结果与现场实测结果具有较高的一致性,所建模型能够较好地表征沥青路面压实过程中振动压路机振动轮加速度随时间变化的规律。     

斜拉桥节段纵移悬拼法足尺模型试验研究

为验证节段纵移悬拼工艺的可行性、合理性及可操作性,研究施工过程中结构的动力响应,以北盘江大桥为背景进行了足尺模型试验,试验工况涵盖了工艺中每个不确定的、有待验证的状态;并基于耦合系统动力分析理论,将结构简化为两自由度的弹簧-质量块振动系统,建立了试验过程大系统动力学方程进行理论计算,动力模型包含了5个典型动力状态,即地面提升、运梁小车纵向运输、运梁小车与桥机吊点协同前进、桥机吊点前移、桥机整体提升。研究结果表明:各工序下运梁轨道及主桁架测点加速度幅值较小,桥面吊机吊点前移时结构响应最为显著,桥面吊机端部最大加速度为0.212g;轨道梁测点的最大加速度方向为纵向,下弦杆测点的最大加速度方向为竖向,高速挡下轨道梁测点的纵向、竖向加速度实测幅值较低速档分别增大约54%,51%,下弦杆测点的纵向、竖向加速度实测幅值较低速档分别增大约31%,36%,轨道梁应力峰值在高速挡时也有所增大,跨度最大位置的测点对车速最为敏感;测点理论竖向加速度幅值、理论轨道梁应力峰值与实测值吻合较好,验证了理论模型的准确性;试验过程平稳且连贯性较好,节段纵移速度快、整体对接耗时少,较散拼法有较明显的工期优势。     

振动平板夯的隔振性能评价

对平板夯的振动系统做了几点假设,并在此基础上建立了振动平板夯的力学简化模型,给出了测试工况,对测点进行了布置,对振动平板夯的隔振设计效果进行了评价。     

交通荷载作用下市政道路路面振动测试与分析

对市政道路进行减隔振设计,需先研究交通车辆荷载引起的道路振动特性。实测了广州市南大路和番禺大道北辅路在四种车辆和混合车流时的路面振动加速度,并对测试数据进行峰值、频谱、VLz振级分析,研究车辆荷载引起的市政道路振动规律。结果表明:道路振动加速度响应幅值与汽车轴重、行驶速度、道路结构刚度密切相关,随着汽车轴重、车辆行驶速度和道路刚度的增大而增大;汽车荷载激励以竖向振动为主,频率主要在5.0～40.0 Hz之间,能量集中于10.0~20.0Hz范围。     

路面特性对车辆振动影响规律研究

对软路面上车辆的扭转、垂直和纵向振动进行了研究,首先对振动车辆进行单因素(路面不平度、胎压、路面抗压强度和牵引负荷)分析,找出对车辆振动影响显著的因素及影响规律,在此基础上对影响振动的多因素进行正交试验,分析交互作用对车辆振动的影响规律。同时,对不同路面条件下振动进行研究分析。随着路面波形频率、路面抗压能力、轮胎气压和牵引负荷的增加,车辆扭转、垂直和纵向振动增加。对于垂直振动、扭振和纵向振动,其主要影响因素各不相同。     

交通荷载作用下公路路基动力响应研究

针对双向四车道高速公路路基路面结构形式,建立有限元模型,施加三维一致粘弹性人工边界,并基于车辆动力分析理论,对模型施加交通荷载,从而获得了路基的动力响应参数。计算结果表明:标准轴载作用下,路基内3 m深度处,竖向动应力衰减率达80 %以上,路基内竖向动应力的影响深度为3 m左右;路基顶面的竖向动应力随着距车轮外缘距离的增大迅速降低,2 m范围内衰减约90 %,竖向动位移衰减约60 %,交通荷载对路基的影响宽度为6 m左右。     

弹性长枕无砟轨道长枕稳定性研究

建立了弹性长枕无砟轨道结构的有限元模型,分析了长枕埋深、橡胶套靴及微孔橡胶垫板的刚度变化对弹性长枕的竖向位移、横向位移及自振频率的影响。结果表明:弹性长枕埋深的变化对长枕竖向、横向位移的影响不明显。橡胶套靴、微孔橡胶垫板的刚度变化对长枕横向位移影响不明显,而对竖向位移影响较大。长枕埋深的变化,使得长枕低阶频率较高阶频率敏感;长枕周向支承刚度的变化,使得长枕高阶频率较低阶频率敏感;长枕竖向支承刚度的变化对长枕自振频率影响不明显。     

Theoretical and experimental excitation force spectra for railway-induced ground vibration: vehicle–track–soil interaction,irregularities and soil measurements

Excitation force spectra are necessary for a realistic prediction of railway-induced ground vibration. The excitation forces cause the ground vibration and they are themselves a result of irregularities passed by the train. The methods of the related analyses – the wavenumber integration for the wave propagation in homogeneous or layered soils, the combined finite-element boundary-element method for the vehicle–track–soil interaction – have already been presented and are the base for the advanced topic of this contribution. This contribution determines excitation force spectra of railway traffic by two completely different methods. The forward analysis starts with vehicle, track and soil irregularities, which are taken from literature and axle-box measurements, calculates the vehicle–track interaction and gets theoretical force spectra as the result. The second method is a backward analysis from the measured ground vibration of railway traffic. A calculated or measured transfer function of the soil is used to determine the excitation force spectrum of the train. A number of measurements of different soils and different trains with different speeds are analysed in that way. Forward and backward analysis yield the same approximate force spectra with values around 1 kN for each axle and third of octave.     

地震与风联合作用下大跨桥梁车-桥耦合振动分析

为了研究大跨桥梁在风、车及地震联合作用下的动力响应,在已有风-车-桥耦合振动分析程序的基础上,利用大质量法模拟桥梁受到的地震作用,建立了地震-风-车-桥耦合振动分析的数值模拟平台,通过质量-弹簧-阻尼系统模拟车辆模型,利用有限元方法建立桥梁模型,采用谱表示法模拟路面粗糙度、风场和地震动,通过分离迭代方法求解地震-风-车-桥耦合振动系统的动力响应。以主跨1 088 m的苏通大桥为例,基于建立的地震-风-车-桥耦合振动分析平台,计算分析了日常风荷载与地震联合作用下桥梁和车辆的动力响应;并进一步探究了地震动完全空间变异性对地震-风-车-桥耦合系统车桥动力响应的影响。结果表明：处于日常运营阶段的大跨桥梁结构（仅承受风和车辆荷载）受到突发地震时,桥梁和桥上行驶车辆的动力响应将急剧增加,地震动对车-桥系统动力响应起控制作用;与地震-车-桥系统中的桥梁响应相比,考虑风荷载会增加主梁跨中的横向振动,但对主梁跨中的竖向振动会有抑制作用;与只考虑地震荷载作用的车桥响应相比,同时考虑地震和平均风速为20 m·s^-1的脉动风荷载联合作用下的主梁跨中横向位移极值最大增大约40%。虽然地震动是车桥耦合振动的控制荷载,但是日常风荷载对大跨桥梁车桥振动的影响不可忽略。地震发生后,车辆的横向加速度极值超过0.5g,竖向加速度极值接近1g,可能引起车辆的侧滑或翻滚,车辆的运行行为有待进一步研究。与仅考虑地震动行波效应相比,考虑地震动完全空间变异性的车桥振动响应不仅在波形上产生很大差异,而且响应极值也发生了较大的变化,可见在地震动输入时需要考虑完全空间变异性来保证得到的车桥响应结果偏于安全。     

基于车桥耦合振动的RC系杆拱桥加固效果评价

为了对采用吊拉主动加固方法的钢筋混凝土系杆拱桥进行基于车桥耦合振动分析的加固效果评价,首先,利用ANSYS软件建立空间梁、板和杆单元的桥梁结构有限元梁格模型,并选取三轴9自由度的车辆模型及路面不平度等级B分别模拟实际车辆及桥面状态,将梁格模型调入BDANS软件,通过数值模拟车、桥动力响应,计算得到桥梁动位移、加速度响应,研究加固前后桥梁控制截面所受到的动力冲击作用;然后,分析桥梁加固前后不同位置加速度响应的频谱特征;最后,对依托工程动力特征、动态响应及车桥耦合作用的实测值与理论值进行比较分析。结果表明：通过该方法加固后结构的竖向自振频率较加固前均有提升,但提升幅度较小;加固前后结构不同位置的动力响应随车速增加呈逐渐增大的趋势,且车速在60～80 km·h^-1时,加固后结构跨中截面的动力响应降幅最大;加固后结构控制截面的加速度均方根值小于加固前,根据其变化幅值建议车辆通过加固后桥梁结构的速度为60 km·h^-1,以保证行人过桥时的体感舒适度、通行效率及行车安全;通过理论值与实测值的对比分析,验证了基于车桥耦合振动分析方法对桥梁结构加固后行车性能评价的有效性。