弹性地基上连续梁桥顺桥向地震振动分析

根据位于弹性地基基础上连续梁的变形特性,假设桥墩的基本振型函数由自身变形、基础转动和平动引起的变形3部分组成.由拉格朗日方程建立全桥的顺桥向的地震振动方程,得到了包含地基特性综合参数的结构自振频率以及振型参与系数.仿真计算结果表明,连续梁桥前两阶频率分别为8.06 Hz和16.53 Hz,其试验值分别为7.43 Hz和16.80 Hz,两者误差在8%以内.     

基于能量原理的框架桥墩地震力分析

用Lagrange方程导出了框架桥墩地震振动方程，并给出了相应的基频和振型参与系数的近似计算公式。根据框架桥墩结构特点构造基本振型函数，将框架桥墩的横向总变形分解为墩身的弹性变形与基础转动和平动所产生的刚体位移的叠加，其中弹性变形由墩顶水平推力和约束力矩联合产生。分别讨论了横向设置防震限位构造与不设限位构造对框架桥墩地震力的影响。研究表明，现行公路桥梁抗震规范方法计算值偏小。本文方法适应于各种基础类型的桥墩，对新抗震规范修订具有参考价值。     

连续梁桥模态分析与试验

为了研究弹性基础上连续梁的振动特性，提出了连续梁桥墩的振型函数表达式。对室内连续梁桥模型进行静力试验和模态试验，并与有限元模型对比分析，研究了连续梁桥在纵桥向和横桥向的自振特性。结果表明：考虑上下部结构共同作用时，连续梁桥的低阶振动形式主要表现为桥墩的弯曲振动，试验测得的频率和由理论振型函数计算的结果误差不超过6％；说明该桥墩振型函数可以较好地应用于连续梁桥的动力计算中；这种方法可以为此类桥梁的动力和抗震分析提供参考。     

基于Rayleigh法的简支梁桥自振频率计算

简支梁桥动载试验时,由于激振车辆的存在,通过仪器测得的是桥梁的有载频率,而非自振频率。按照Rayleigh法建立理论计算模型,给出有载频率解析计算公式,进一步通过有载频率解析计算公式得到自振频率计算公式。将简支梁桥跳车激励模型简化为单、双轴计算模型,推导了采用正弦函数、跨中有集中力作用下梁的静挠度曲线和均布荷载作用下梁的静挠度曲线分别作为振型函数时单轴和双轴计算模型自振频率计算公式。最后以某简支梁桥为例,通过数值计算比较了三种振型函数的计算精度,并推荐了单轴和双轴计算模型计算时宜采用的振型函数。     

重力式桥墩的动力特性和地震响应

本文将桥墩作为“整体”中的“局部”加以考察,研究重力式桥墩的动力特性和地震响应。在总结国内外一些成果的基础上,对一座半径600米曲线上多跨简支梁桥建立全桥空间计算简图,以有限单元法,应用SAP 5程序求出频率、振型、以及按ELCENTRO加速度谱进行响应谱分析。研究了曲线半径、基底地基弹性、以及梁的支座条件等对桥梁自振特性和地震谱响应的影响。认识到:从整体上说,全桥纵、横、竖三个方向振动的独立性是相当强的;从个体上说,各墩和各梁都有自己的卓越频率。全桥     

基于摩擦摆球型支座的多跨曲线连续梁桥抗震性能（英文）

为了探讨多跨曲线连续梁桥的抗震性能和减隔震方法,对基于摩擦摆球型支座的多跨曲线连续梁桥构建了有限元模型,并进行了动力特性和非线性时程分析.结果表明,桥梁模型的纵向刚度弱于横向刚度,且第1阶振型对桥墩纵向地震反应贡献较大,振型参与系数为29.8%,第6阶振型对桥墩横向地震反应贡献较大,振型参与系数为20%;在E1地震作用下,设置的摩擦摆球型支座能够使桥梁保持弹性工作状态,且支座变形和伸缩缝宽度满足要求;在E2地震作用下,部分桥墩的截面最大弯矩需求大于截面的抗弯承载能力,而进一步的桥墩强度验算发现,结果均满足抗震需求.     

高墩连续刚构桥纵向振动基频的能量法计算公式

为了研究高墩连续刚构桥基频函数表达式,以某一典型桥梁为例,构造了多种不同的桥梁结构形式,建立了64种有限元分析模型,获取了桥梁结构自振特性规律,并提出了桥梁纵向振动的基本振型函数;在此基础上利用瑞利法推导了高墩连续刚构桥纵向振动基频的理论计算公式,最后对此公式的可行性进行了算例验证,讨论了现有抗震规范在此类桥梁结构基频计算上的适用性.结果表明:高墩连续刚构桥第一阶振动以桥墩的纵向振动为主;给出的由能量法得到的基频计算值与有限元模型计算值误差为5％;抗震设计细则中的自振频率计算公式不适用于高墩刚构桥此类非规则桥梁.     

波导中弹性波频散曲线计算的谱方法

将谱方法应用于平板和充水圆柱管中弹性波频散曲线的计算,采用Chebyshev插值和微分矩阵把本征方程离散为一系列线性方程.将超越方程搜根问题转化为广义本征值求解问题,求得的本征值即为波数,改变频率进而获得弹性波频散曲线.计算算例表明,与搜根方法相比,该方法回避了大量特殊函数的计算,因而计算速度更快并且更易实现;将此方法得到的频散曲线与搜根方法的结果进行比较,证明该方法是合理的、可行的.     

在役桥梁结构延性系数的动力评价方法

以桥墩的基本振型函数为基础,推导出基于试验动力参数的在役桥梁结构延性系数的计算公式,并给出了结构非弹性地震力的求解方法。对室内钢模型桥利用冲击力锤法进行了模态试验和静力对比试验,实测参数与理论值相差仅2%,在此基础上利用给出的公式可以求得桥墩的变形增加系数为2.78。结果表明,在场地土条件未知的情况下,利用动力试验法对在役桥梁结构延性系数进行评价是可行的。     

双参数弹性地基上矩形薄板自由振动问题的Hamilton方法

运用矩阵多元多项式的带余除法把双参数弹性地基上矩形薄板的振动方程转化为Hamilton系统,利用分离变量法给出对应的Hamilton算子.通过计算得到对边简支问题所对应Hamilton算子的本征值和本征函数系,并证明了该本征函数系的辛正交性和在Cauchy主值意义下的完备性.根据本征函数系的完备性,得到对应Hamilton系统的通解,进而给出双参数弹性地基上对边简支矩形薄板问题振型函数的通解.此外,通过两个例子说明此方法可以计算出自由振动问题的频率和振型函数.