大跨度密频斜拉桥模态耦合抖振MDTMD控制

为了对大跨度密频斜拉桥抖振进行控制，基于虚功原理推导出以广义相对位移为未知量的多自由度多模态耦合抖振频域控制方程，总结文献中以位移为最优目标的调谐阻尼器（TMD）最优参数解析解，改进传统双频TMD（DTMD）模型，提出衡量DTMD自身冲程大小的评价标准和采用频响函数峰值分布情况选取控制频宽，对比研究各种参数优化方案和DTMD频率间距对抖振减振效果的影响。研究结果表明，密频斜拉桥抖振响应谱密度峰值的分布特性和一般斜拉桥有明显不同，响应谱在各阶振型频率之间的鞍谷能量不可忽视，各阶振型对主梁不同位置的抖振响应贡献具有差异性。结构阻尼比越小，单个DTMD（SDTMD）减振效果越好，SDTMD控制会出现频响函数能量频移现象。多模态多重调谐质量阻尼器（MDTMD）控制要优于单模态MDTMD控制，改进的DTMD能够在2个方向同时达到良好的减振效果，比传统的DTMD更具优势。分析DTMD频率间距按照均匀分布、二次抛物线分布和频响函数积分等面积分布计算的抖振响应控制效果表明，合理的频率间距能够在相同条件下获得更好的减振效果。单模态和多模态控制得出的结果都表明，Krenk解在综合减振效果上要优于Den Hartog解，采用公路桥梁抗风设计规范（JTG/T 3360-01-2018）中Den Hartog解进行DTMD参数设计时，应增加DTMD的设计阻尼比，且增幅不少于15%。     

公路桥梁抗震能力静态参数及构造措施的调查研究

对我国现有公路桥梁的抗震能力静态参数及构造措施进行了调查研究,调查范围包括西北、东北、华北和西南等10个处在高烈度地震区的省、市和自治区,其中有些近年来发生过破坏性地震,调查结果具有普遍性。调研中收集到地震烈度7度以上地区,总共6 700多座为20世纪50年代~90年代修建的现役公路桥梁的资料。根据调查资料,本文对10省、区(市)公路桥梁抗震设防情况进行统计分析;并根据研究结果,分析了我国现行公路桥梁抗震设计规范的不足,为规范的修订提出了建议。     

高阻尼橡胶耗能性能研究

采用液压伺服作动器、自动数据采集仪和自制剪力架对高阻尼橡胶试件进行了纯剪切试验,分析了高阻尼橡胶特征参数与激励频率、剪应变幅值、粘弹性层厚度、剪切面形状的关系,认为对高阻尼橡胶阻尼器的等价刚度和等价阻尼比计算式中应考虑激励频率和剪应变的影响。运用地震动力分析程序计算了其应用在桥梁上的减震效果,结果表明:高阻尼橡胶的应用可以使桥梁的减震效果提高30%以上。     

斜拉索阻尼器层次分析法与模糊综合评价法组合的评价研究

安装在斜拉索梁端的阻尼器种类较多,每一种阻尼器的减振机理不同,通过广泛收集专家意见,采用层次分析法确定了各指标的权重,采用模糊综合评价法对多因素影响下的各种阻尼器进行了评价.确定的权重表明,可靠性为阻尼器的最重要指标,综合评价结果表明,高阻尼橡胶阻尼器、黏性剪切型阻尼器和于摩擦阻尼器位于所有阻尼器的前三名.     

侧向风作用下车辆荷载突变效应的CFD模拟研究

为研究车辆在突变风荷载作用下的气动特性,以大客车为研究对象,采用计算流体力学CFD(computational Fluid Dynamics)数值模拟方法,对侧向风作用下车辆风荷载突变过程中车辆的气动力特性进行了研究。采用动网格技术实现了对车辆行驶出隧道及通过桥塔区域时车辆风荷载的突变过程的动态模拟,分析了车体表面压力分布及气动力系数变化规律,讨论了车速、风速、车辆所处车道位置对车辆气动力系数变化的影响。研究结果表明:车辆行驶出隧道及车辆穿过桥塔区域时隧道及桥塔遮风效应的影响区域变长,车辆的三分力系数均有较大的突变。车辆所受风荷载突变使车辆的安全稳定系数发生较大突变,对车辆的行车安全和舒适性带来较不利的影响。     

主余震序列波下钢筋混凝土墩柱的抗震性能分析

地震主震之后常常伴随着余震,可能给结构带来二次破坏。文章以普通钢筋混凝土墩柱为研究对象,基于理论分析和二维有限元非线性动力时程计算的方法,采用修正的Park-Ang损伤指标为依据,在主余震作用下对钢筋混凝土墩柱损伤分析,研究墩柱损伤指数随配筋率的变化规律。在多种工况下结构双参数损伤指数分析表明:在主震后处于完好或者轻微损伤状态的墩柱可以不计余震的影响;在主震后处于中等损伤或严重损伤的混凝土墩柱,需要考虑余震的影响。结构抗震设计时,应计入余震的作用,结构的主余震相应大小与余震的峰值加速度和频率特征有关;对主震造成中等损伤、严重损伤和倒塌的钢筋混凝土墩柱,配筋率在一定范围内增加可明显提高结构抗主震及其余震能力。本研究为提高钢筋混凝土墩柱抗余震能力提供有力支撑。     

斜拉索阻尼器综合评价指标体系研究

针时目前斜拉索阻尼器种类较多,斜拉桥选择拉索阻尼器无据可依的现状,根据建立斜拉索阻尼器评价指标体系的原则,在搜集阻尼器设计参数、征询有关专家意见的基础上,初拟阻尼器评价指标体系.然后采用主成分分析法对初拟的定量指标进行筛选,采用模糊优先排序法对初拟的定性指标进行筛选,从而得到斜拉索阻尼器综合评价指标体系.     

基于流固耦合的行车临界风速研究

为了研究风-车-桥耦合系统中车-桥系统的振动特性及车辆行车安全特性,得到车辆在大跨度桥梁上行驶时车辆的安全行驶临界风速,对车辆通过大跨斜拉桥时车辆的气动特性、车-桥系统的振动特性及车辆的行车安全特性进行研究。研究风荷载作用下车辆在大跨度桥上行驶时车辆的行车安全临界风速,分析车辆行驶速度、路面状况及风偏角对车辆行驶安全临界风速的影响。车-桥系统的耦合振动会导致车-桥系统周围风场的特性发生变化,风场的变化会导致下一时刻车-桥系统的受力状态发生改变。考虑车辆运动及车-桥系统的振动与车-桥周围风场的相互影响,基于双向流固耦合数值模拟,建立风-汽车-桥梁空间耦合振动数值分析模型。通过风-车-桥耦合系统三维数值分析,得到了风荷载作用下车辆在大跨度桥上行驶时不同状况下车辆的倾覆及侧滑临界风速。结果表明:基于双向流固耦合数值分析能够较精确地模拟风-车-桥耦合振动系统;风荷载作用下车辆在桥上行驶时,车辆的振动特性主要由汽车-桥梁系统决定,车-桥系统的振动特性受自然风荷载影响;侧向风荷载作用下车辆的倾覆力矩系数及侧向力系数并不一定为最大值,车辆在大跨径桥上行驶受侧向风荷载作用并不一定为行车安全分析的最不利状况。