大跨度曲线人行桥人致振动分析与耦合振动控制研究

随着人们对城市景观以及桥梁美学的不断追求,人行拱桥跨度不断增加、结构趋于复杂,因此该类桥梁人致振动问题日显突出。该文以北水湾人行桥为工程实例,研究了该桥的动力特性,对人致振动响应理论分析结果进行了舒适度评价,采用调谐质量阻尼器(TMD)探讨和比较了大跨度曲线人行拱桥竖、横向耦合人致振动控制方案。结果表明:此类桥梁具有频率低、振动耦合现象显著的特点,需对其人致振动进行减振控制;理论分析和现场实测证明采用一个4t竖向TMD可控制其两个方向的耦合振动,控制措施有效。     

三跨钢箱连续梁人行桥人致振动舒适性分析与减振控制

人行桥跨度的增加以及轻质高强材料的广泛应用，使得结构基频不断降低，进而带来了较为显著的人致桥梁振动舒适性问题。现基于人致振动理论，分析了行人荷载的作用特性和国内外规范对行人舒适度评价方法的异同，并采用有限元仿真计算，分析了高密度人群下的人致振动响应，比较了三种不同的梁高方案与其产生的人致振动效应，以及采取减振控制后的效果。结果表明，在钢箱梁人行桥结构人致振动性能保证的前提下，基于多组TMD的振动控制措施具有良好的成本控制可行性。     

四川绵阳安昌河人行景观桥的横向振动与动力设计

随着人行桥跨度的不断增大以及对桥梁美学和城市景观的追求,人行桥的基频不断降低,其振动及带来的行走舒适性问题也相继日益突出。结合一梁拱组合体系的人行景观桥,对人行桥人致振动的理论及动力设计方法进行探讨。     

大跨胶合木人行桥动力特性分析

山东省滨州市飞虹桥为单跨跨度99 m的大跨度胶合木人行桁架拱桥,为了解大跨木结构桥梁的动力特性,同时为推广该类型桥梁的工程应用提供依据,采用有限元计算和现场实测的方法对该桥的振动模态进行了对比研究,并根据不同标准对该桥的人致振动性能进行了分析。结果表明：桥梁竖向频率测试结果与有限元计算结果接近,因桥面系会提供一定横向刚度,横向频率测试结果大于有限元计算结果;桥梁自振频率满足中国《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CJJ 69—95)标准的人致振动竖向自振频率限值要求,依据EN 1990-Annex A2-2005标准、ISO 10137:2007标准计算行人荷载作用下的桥梁振动加速度,桥梁的竖向和横向振动加速度均能满足对应标准的舒适性指标要求。     

单主缆悬索桥人致振动研究及减振控制

为给单主缆悬索桥的减振控制设计提供参考,以主跨400m的合川渠江景观大桥为工程背景,建立了ANSYS有限元模型,在考虑了不同密度和加载方式的影响后,计算了人群荷载及跑步荷载作用下的桥梁人致振动,对其进行了舒适度评价,并在此基础上设计了调谐质量阻尼器(TMD)以控制该桥的人致振动。研究结果表明:德国EN03人行桥设计指南的计算结果偏于保守;等效人群荷载的计算结果大于随机人群荷载的计算结果;该桥在跑步荷载下的人致振动响应较大,不满足人行桥的舒适度要求,但在加设TMD减振系统后,该桥的人致振动响应得到很好的控制。     

景区大跨径人行索桥“锁定”临界人数分析研究

由于自身结构柔性,大跨径人行桥梁容易发生人致振动现象,研究表明"锁定"现象对于行人舒适度的影响十分显著。该文以某景区大跨径人行索桥为研究对象,参考德国人行桥相关指南,通过有限元分析手段,考虑荷载等级的改变,进行了该桥的人致振动响应分析;对比分析了现有的3种"锁定"现象临界人数公式的准确性,可为类似人行桥设计和人流管控提供参考依据。     

基于ANSYS-UM联合仿真的减振支座减隔振性能研究

列车通过桥梁时产生巨大的振动,车致桥梁振动通过支座传递至桥墩,再通过桥墩传递至地基及周围环境引发环境的振动污染。采用ANSYS和UM软件建立车线桥耦合振动大系统进行车桥耦合联合仿真,计算得到与支座连接处的梁底和桥墩在分别使用普通球型支座和新型减振球型支座时的动力响应数据。结果一致表明:采用减振球型支座时桥梁上部车致振动传递至桥墩时起到明显的隔振效果;     

外倾单肋曲线人行钢拱桥振动舒适度评价

现代人行桥为追求美观,其设计多采用大跨轻柔的复杂结构形式。基频过低的人行桥易受行人荷载激励产生共振,从而影响行人通行舒适性。为探究人桥共振的舒适度评价机制,该文以外倾单肋曲线人行钢拱桥为研究对象,基于Midas/Civil平台对结构进行振型分析;结合德国规范EN03建立了不同人流密度下的人群荷载模型,通过时程分析和单自由度方法对比了桥梁振动峰值加速度,两者差值不超过2%;根据舒适度指标,对桥梁进行综合评价。结果表明:多人荷载数学模型仍需改善;人致振动加速度与行人密度正相关,但行人过密难以走动会引起动力效应的衰减;桥梁在正常运营状态下的振动舒适度满足要求。     

广州海心桥人致振动研究

海心桥为主跨198.152 m的钢结构曲梁斜拱人行桥,具有轻质、斜拱、空间曲线结构的特性,动力特性复杂,需对其进行人致振动研究。采用有限元软件MIDAS Civil建立空间有限元模型,根据德国人行桥设计指南EN03(2007)(简称德国EN03规范)和我国《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CJJ 69—95)(征求意见稿)(简称我国规范征求意见稿),基于单自由度共振法分析了人致振动加速度峰值以评价该桥的人致振动舒适性,并基于Dallard公式确定人致横向动力失稳临界人数以分析该桥的横向动力稳定性。结果表明：该桥的主梁和拱肋刚度相近,存在竖向振动与横向振动耦合的动力特性,因此人致振动分析时充分考虑了两者的耦合作用;分别有13阶、9阶模态的竖向加速度和11阶、10阶模态的横向加速度不满足德国EN03规范、我国规范征求意见稿CL1舒适性标准;低阶频率下两规范计算的加速度峰值及舒适性评价结果接近,高阶频率下德国EN03规范计算的加速度峰值较大,舒适性评价结果更加保守;该桥1阶及3阶模态横向失稳临界人数对应人群密度均小于设计人群密度,当桥梁发生1阶或3阶振动时存在横向失稳的可能,加装TMD后横...     

公路桥梁的计算测试与故障诊断

针对现代桥梁向大跨度和高强材料，高技术发展，为防止故障、确保安全畅通，本文主权地其强度、刚度和振动的计算理论、计算方法以及桥梁的抗震计算与振动控制和减小结构的地震响应、防止地震破坏的措施等进行了细胞致的研究，分析并对桥梁振动测试与动态参数识别以及桥梁的故障诊断和剩余寿命的估计作了详细阐述，为工程的实际应用了操作的具体方法和意见。     

公路桥梁与车辆耦合振动现象模型与数值分析

随着桥梁建造技术的不断突破,大跨度和轻型已成为桥梁结构的主要发展方向,对公路桥梁在移动汽车载荷作用下的动力响应的研究越来越受到人们的关注.文章根据大量的研究资料,归纳叙述了公路桥梁与车辆耦合振动现象的重要性,并将该现象的模型系统划分为车辆和桥梁两个部分进行分析.     

基于TMD的大跨连续钢箱梁人致振动分析研究

一般大跨连续钢箱梁人行桥难以满足我国现行规范对人行桥竖向自振频率的严苛要求(不应小于3 Hz)。为了对此类桥梁的人致振动舒适性进行适合准确的评价及优化,并为我国人行桥有关规范的制定提供依据,以一座(58.6+110+58.6)m大跨连续钢箱梁人行桥为例,参照德国人行桥设计指南(EN03-2008),以人群动荷载作用下结构的加速度幅值为指标对该桥的人致振动舒适性进行评价,并对舒适性不满足要求的特定模态采用布置调质阻尼器(TMD)的方法进行减振处理。分析研究表明:TMD可有效地控制结构相关模态下的人致振动响应,在人行桥第1、第3阶模态峰值位置布置总重6 000 kg TMD后,两阶模态的人致振动减振率分别为86.5%、86.3%,最大竖向加速度幅值在0.5 m/s~2以下,满足设计指南最好舒适性指标。     

某木结构景观桥梁结构设计与分析

胶合木桥梁由于环保、美观等特点已在境外广泛使用,为促进我国胶合木桥梁的发展,介绍一座境内自主设计、加工制作的胶合木拉杆拱人行景观桥的设计与分析。首先采用MIDAS有限元软件建立整体分析模型,验算木桥主拱、横梁等构件在不同荷载工况下的整体受力性能,同时采用欧洲规范及境内规范,评估木桥结构人致振动的影响。对纵梁、横梁等碳纤维板(CFRP)增强截面利用增强理论验证其构件可靠性。最后,对完成木桥开展原位测试,对比测试与有限元分析结果,验证理论分析的可靠性。结果表明,胶合木桥设计时应注意半跨活载作用和人致振动的影响,采用碳纤维板对木构件增强的效果良好,理论分析及测试成果可为同类胶合木桥的设计、建造提供参考。     

车桥耦合振动及其应用专栏导语

正当前,我国公路和铁路桥梁总量已突破100万座,桥梁作为交通基础设施的关键节点工程,是公路和铁路网的重要组成部分。移动车辆作为桥梁运营期内最主要的动力荷载形式,对桥梁使用性能和运营安全有着重大影响。现阶段我国公路交通量增长迅速,车流密度不断提高,公路运输业正朝着高速、重型化方向发展,此外,由于新工艺和新材料的应用,桥梁结构形式不断向大跨径和轻型化发展,汽车与桥梁耦合振动问题正受到越来越多的关注与重视。与此同时,我国高速铁路近年来也得以快速发展,车速不断提高,一方面高速运行列车将对桥梁产生动力冲击作用,直接影响桥梁工作状态和使用寿命;另一方面,桥上车辆的平稳性和安全性又是评价桥梁动力设计参数的重要指标。深入开展车辆与桥梁耦合振动综合研究,对于公路桥梁、     

无风撑系杆拱桥健康监测系统设计

随着我国桥梁技术的不断发展以及人们对美观要求的不断提升,各种新颖桥梁被设计建造出来,针对大跨径桥梁有必要建立与其配套的健康监测系统.结合中承式无风撑系杆拱桥受力特点、振动特性、易损部位,设计监测系统硬件布设方案;该监测系统包括硬件布置、数据采集、数据传输、数据存储、状态评估以及预警信息发布.基于监测系的采集数据,可对桥...     

桩基钢护筒施工振动对既有桥梁影响的测试与分析

结合国内外相关规范探讨了既有桥梁在桩基施工振动作用下振动影响程度的测试方法及评价标准,并基于某扩建桥主墩桩基钢护筒施工振动的监测数据,分析了该施工振动对毗邻两座既有桥梁的影响.测试及分析结果表明,钢护筒施工振动不会对既有桥梁结构安全产生影响.     

大跨径人行桥人致振动舒适性研究

国内对大跨径人行桥人致振动舒适性研究较少，以某大跨径人行斜拉桥为例，采用强迫振动法和全桥连续行人流荷载模型，结合德国人行桥设计指南EN03(2007)，阐述了大跨径人行桥人致振动舒适性的评价过程，并采取了在桥上安装调频质量阻尼器(TMD)系统的减振措施设计。结果表明，通过减振措施，该桥的人致振动舒适性评价从“差”提高到了“最佳”。     

索承重大跨桥梁拉索的振动控制装置种类与性能

拉索是索承重大跨桥梁的重要承力部件;由于拉索质量轻,柔度大,阻尼小,在风的激励下,会发生强烈的振动,其中最为剧烈的是拉索的风雨激振.对此,结构工程师采取了各种措施来控制拉索的风致振动.迄今为止,在拉索上附加耗能减振装置仍然是索承重大跨桥梁拉索振动控制的主要手段.就目前国内外索承重大跨桥梁拉索的振动控制装置种类与性能进行比较和分析,指出它们的优缺点;并展望未来拉索振动的半主动控制和主动控制装置.     

大跨度铁路钢桁拱桥车—桥耦合振动分析

为使列车高速通过大跨度铁路钢桁拱桥时具有良好的走行性,同时使桥梁具有良好的动力安全性,对该类桥梁的车-桥耦合振动进行分析.基于车-桥耦合振动理论,采用三角级数法模拟轨道随机不平顺,联立轮对沉浮振动及侧滚振动方程迭代求解轮轨力,采用迭代法求解桥梁及车辆响应.以南京大胜关长江大桥为例,采用推荐方法对该桥在不同列车(德国ICE3动力分散式高速列车、中华之星列车、南京轻轨列车、空载P62货物列车)以不同速度通过时,桥梁和车辆的动力性能进行分析.分析结果表明,该桥安全性和列车安全性、平稳性指标均满足要求,列车平稳性优良,推荐的计算模型及简化方法可用于同类桥梁的车-桥耦合振动分析.     

铁路简支梁桥基础刚度的静动力影响研究

为考察基础布置形式对桥梁静、动力性能的影响,设计一座55跨不同墩高的双线简支梁桥,采用有限元法分析对比2种基础自身刚度差异和基础-墩组合刚度差异,及桥梁结构动力特性和车-桥耦合振动特性.研究结果表明,考虑基础刚度后所得基础-墩身组合刚度较墩身刚度下降明显,横桥向刚度下降尤其显著;基础刚度对桥梁结构的自振特性影响有限;车辆通过桥梁时,车辆动力响应对桩基础布置形式的差异不敏感;基础刚度对桥墩顺桥向振动幅值影响较小,对桥墩横桥向振动幅值影响较为明显.在高速铁路上,应当考虑基础刚度对桥梁横向振动的影响.