双频率调谐质量阻尼器在桥梁抖振控制中的应用

DTMD是一种新型的具有双频率的调谐质量阻尼器,与普通TMD（调谐质量阻尼器）相比,可以同时实现对桥梁主梁竖向和扭转振动的控制.文中基于多模态耦合抖振理论,导出带有DTMD的桥梁抖振系统运动微分方程,列式中考虑了多模态参与作用和模态间的气动耦合效应,并应用随机振动理论求解系统运动微分方程.最后以一座斜拉桥为例,分析了频率和阻尼比对减振效率的影响,并评价了DTMD对桥梁耦合抖振的双重制振性能.结果表明,与普通TMD相比,DTMD对桥梁抖振具有更高的减振效率.     

基于TMD阻尼器高压电气设备地震响应及振动控制

变电站高压电气设备如互感器、断路器、隔离开关等,在维持电力系统的正常运行中起到了关键性作用。当发生地震灾害时,变电站中电瓷型电气设备最容易发生破坏,造成重大经济损失。利用数值分析方法,建立了典型高压电气设备的三维有限元模型,研究了典型SF6断路器的地震响应,同时分析并对比安装环形调谐质量阻尼器(简称TMD阻尼器),通过改变阻尼器阻尼系数及质量块质量,研究了安装环形TMD的振动控制效果。研究结果表明:在地震作用下,断路器边侧极柱顶端易产生较大位移,根部易产生较大应力,当安装TMD阻尼器时,随着阻尼器阻尼系数和质量块质量的变化,断路器位移、应力、加速度变化符合一定规律,并且当阻尼系数取0.05左右,质量比取主体结构质量的9.375%时,减震效果最佳。研究结果对指导高压电器设备的抗震设计提供有价值的参考。     

自锚式悬索桥粘滞阻尼器减震控制分析

文章以长沙三汊矶湘江大桥为工程背景，基于桥梁地震动方程，建立空间非线性有限元模型，研究粘滞阻尼器参数变化、安装位置对自锚式悬索桥减震效果的影响。计算结果表明：地震作用下主梁和塔顶纵向位移值以及塔底顺桥向弯矩量值均较大，对自锚式悬索桥的设计起控制作用，选择合理的阻尼器参数能够对结构的位移及内力进行有效控制。阻尼器的安装位置对减震效果影响很大，设计过程中应充分考虑不同控制截面内力及位移的变化情况，对阻尼器进行合理设置。     

基于TMD的多跨折形人行吊桥的振动控制研究

文章建立了多跨折形钢结构人行吊桥模型,通过有限元软件ANSYS进行模态分析和人行荷载作用下的动力时程分析。结果表明,该桥在人行荷载作用下振动响应过大,影响结构的正常使用。在吊桥的跨中位置安装调频质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)进行减振控制,通过计算选取最优的TMD参数。对比相同人行荷载作用下安装TMD装置和未安装TMD装置桥梁的动力响应,结果表明TMD能有效减轻吊桥的振动响应。     

重载列车作用下桥梁振动荷载识别及减振控制

为了深入分析重载列车对桥梁的振动影响,对实际桥梁按照等截面模型简化,对比简化前后跨中最大挠度,表明简化模型与实际模型的挠度误差很小.基于TB 10002.1—2017中规定的中-活载,在振型分解法的基础上,通过求解列车荷载脉动系数,提出桥梁活荷载的识别方法,得到桥梁跨中最大挠度,验证桥梁活载识别方法的有效性.研究结果表明:在识别列车荷载作用下,桥梁跨中最大挠度超过规范限值,选用调谐质量阻尼器(TMD)对桥梁进行振动控制,在安装TMD系统后桥梁各工况下跨中挠度明显减小,TMD对于重载铁路桥梁有较好的减振效果.     

附加MTMD的大跨度桥悬臂推送架设竖向减振

针对装配式钢桁桥悬臂推送架设过程中跨度逐渐增大、结构振动加剧,应用调谐质量阻尼器（Tuned mass damper,TMD）进行减振控制又受到结构布置受限等问题,运用多重调谐质量阻尼器（Multiple tuned mass dampers,MTMD）来进行架设过程的减振控制。应用ANSYS软件建立了某型装配式钢桁桥的有限元模型,通过模态分析和谐响应分析确定了受控模态。用遗传算法对MTMD进行了参数设计和优化,分别对无控状态和有控状态进行瞬时动力分析。计算结果表明,在MTMD作用下该桥的动力振动响应得到了有效抑制。还分别研究了不同数量的TMD情况下其系统减振效果,并得到了随TMD数量变化的减振基本规律。     

粘滞阻尼器在单向纵坡斜拉桥施工中的应用

福建省南平市闽江大桥是单向纵坡为1.15%的双塔双索面斜拉桥。为了克服解除临时固结的水平力和运营阶段动载造成的水平推力,提高桥梁结构的抗震能力,在主梁与下横梁之间安装了粘滞阻尼器。结合工程实例,介绍粘滞阻尼器在单向纵坡斜拉桥施工中的应用。     

斜拉索‒双阻尼器系统多模态减振理论与试验研究

建立拉索?双阻尼器系统精细化分析模型（阻尼器Ⅰ为黏弹性阻尼器（Kelvin-Voigt模型）,阻尼器Ⅱ为高阻尼橡胶（HDR）阻尼器）,并推导了拉索?双阻尼器系统的一般分析公式。以某斜拉桥的拉索为例,对安装双阻尼器的拉索和仅安装阻尼器Ⅰ的拉索进行长期监测,结果表明双阻尼器方案能有效抑制仅安装阻尼器Ⅰ拉索的高阶涡振。实索试验结果表明：仅安装阻尼器Ⅰ和安装双阻尼器时拉索较低阶模态阻尼的测量值与理论分析值基本吻合;同端安装阻尼器Ⅱ对阻尼器Ⅰ提升拉索低阶模态阻尼的效果有削弱作用,拉索前几阶模态受到的影响较为明显。此外,理论分析发现,阻尼器Ⅰ的刚度对阻尼器Ⅱ提升拉索高阶模态阻尼的效果有提升作用。     

轻型墩桥梁结构被动控制研究

针对地震作用下轻型墩墩顶位移控制设计问题，提出采用多重调谐质量阻尼器（MTMD）对其位移进行控制，以降低对轻型墩的延性要求．首先将被控结构简化为单自由度体系，建立结构-MTMD系统力学模型和运动方程，分析MTMD各设计参数对动力放大系数的影响规律．在此基础上，针对某一轻型墩桥梁设计MTMD，进行不同地震波作用下的减震时程分析，并与调谐质量阻尼器（TMD）的振动控制效果进行比较．     

间断型三向TMD桥梁颤振控制

为了控制桥梁结构风致振动,提出了间断型三向调谐质量阻尼器(TMD)的概念,旨在提高桥梁结构的颤振临界风速,并提出了间断型三向TMD控制系统及其相应的理论和计算方法.间断型三向TMD能同时控制桥梁结构横向、竖向和扭转三个方向的风致振动.通过最优控制理论计算得出系统的最优参数,通过风洞试验和Ansys软件模拟计算,得到重要结论:参数合理的间断型三向TMD系统能显著提高桥梁结构颤振临界风速.     

部分斜拉桥混凝土脊骨梁受力机理与结构优化

长山大桥为主跨260m的双索面预应力混凝土部分斜拉桥,跨度为同类型桥梁之最.为保证双索面布置的主梁受力可靠,基于索梁传力机理提出了一种具有稳定三角边箱室的主梁结构形式——脊骨梁,并优化分析确定了多向混合预应力配束尤其是主梁下缘"弓形"预应力束的布置方案,以及在三角边箱室设置加劲肋以替代横隔板的横向传力构造.通过建立全桥有限元模型进行数值模拟分析计算,结果表明,在最不利状态下全桥应力、挠度远低于规范限值,剪力滞现象得到明显改善,横向受力更为均匀、合理.     

铰接预应力混凝土空心板梁桥的空间受力行为及加固分析

为研究铰接预应力混凝土空心板梁桥沿铰缝产生裂缝的病害机理及其加固方案,以某装配式空心板桥为背景,通过利用实体单元对包括企口铰缝在内的准确模拟,建立空间有限元模型进行数值分析.通过分析控制截面处相关应力值,得出铰缝处横向应力超标为产生此病害的主要原因;在此基础上,提出采用增设横向预应力体系进行加固和改善桥梁横向受力的2种...     

旧有钢桁架铁路桥的加固

清绿直线黑河1#桥建成于1958年,经过多年的通车运营后,经检查发现主桥结构出现了多种缺陷,严重影响了此桥的正常运营。分析了桥梁产生的缺陷,并提出了针对该桥的加固技术,利用ansys有限元分析软件对加固后钢桁架简支梁的运营状态进行模拟,分析了桁架的内力变化和动挠度,希望能为其他类似桥梁的加固提供借鉴。     

基于梁轨相互作用的铁路桥梁徐变上拱限值

为研究铁路桥梁徐变上拱对于梁轨相互作用的影响,分别建立了三跨连续梁桥及简支梁桥的梁轨相互作用有限元模型,分析了徐变上拱对桥上无缝线路的钢轨附加应力、扣件上拔力、扣件剪切力以及列车走行性的影响.结果表明:徐变上拱值主要影响扣件上拔力和行车舒适度,而对钢轨附加应力的影响可以忽略;徐变拱跨比相同的梁桥所导致的钢轨应力、扣件上拔力及扣件剪切力峰值基本一致;对于该研究的主跨125 m的连续梁桥和跨径30 m的简支梁桥而言,徐变拱跨比的建议限值分别为1/2 500和1/2 000.     

不同曲率下预应力斜墩曲线连续刚构桥施工过程变形分析

桥墩横向变形是曲线连续刚构桥产生径向位移和扭转变形的主要原因,为探究预应力斜墩对曲线连续刚构桥施工过程变形的影响规律,通过矩形斜墩在曲梁偏压和桥墩预应力作用下墩顶横向位移和转角计算公式的理论推导,阐释了预应力斜墩在曲线连续刚构桥悬臂施工过程中变形的主要规律;以实际工程为背景,通过不同曲率半径的曲线连续刚构桥数值模拟分析,研究了曲率半径对该类桥梁各施工荷载作用下空间变形的影响规律.结果表明:斜墩的斜腿构造和预应力对减小曲梁的径向位移和扭转变形作用明显;最大悬臂状态曲梁的径向位移和扭转变形由悬臂根部向悬臂端先增大后减小,且峰值随曲率半径的减小而向桥墩靠近;直线连续刚构桥的径向位移和扭转变形产生于桥墩的横向变形,而曲线连续刚构桥还包含了曲梁自身的径向位移和扭转变形.预应力斜墩曲线连续刚构桥施工过程变形复杂,桥梁施工控制尤其需要关注其径向变形和扭转变形.     

多塔斜拉悬吊协作桥活载效应近似计算方法

根据斜拉-悬吊协作桥的受力特点,建立结构简化计算模型.基于悬索桥重力刚度理论,推导多塔斜拉-悬吊协作桥的悬吊部分在活载作用下的竖向位移表达式.针对多塔斜拉-悬吊协作桥的关键力学问题,应用推导出的竖向位移表达式,给出主梁最大活载挠度、塔顶纵向位移、主缆恒活载轴力和中塔主缆抗滑移系数等关键力学参数的估算公式.建立主跨为600,1 080和1 400m的三塔斜拉-悬吊协作桥和主跨为1 400m的二至六塔斜拉-悬吊协作桥有限元模型,较全面地验证所推导的公式.结果表明:对于三塔斜拉-悬吊协作桥,关键力学参数的最大误差为15%左右;对于四塔及以上斜拉-悬吊协作桥,关键力学参数的最大误差为20%左右.     

复杂曲线钢槽梁跨线顶推施工关键技术: 以响堂铺2号大桥为例

响堂铺2号大桥位于丘陵山区,其下侧需跨既有高速,主梁整体线形呈S型,施工难度较大。其中第一联主梁采用钢-混组合结构,下侧钢槽梁采用步履式顶推施工工艺,临时支架设计为非对称布置。针对此情况,为确保钢槽梁顶推施工的安全性、可靠性,分析了钢槽梁顶推施工的路径以及千斤顶摆放的位置后,通过多种有限元模型的搭建,以顶推过程中的梁体应力及变形模拟计算为依据,为钢管支架结构进行了抗剪优化,并设计出降低主梁弯矩的同时仍可在汇交138°的垫梁及支架上进行落梁的钢导梁。在施工时采用优化后的主梁同步顶推系统对S型主梁进行连续顶推,而提出的导梁上墩保障措施,主梁临时锁定、横向旋转、线形保障等措施在确保施工过程安全性的同时,亦可保障主梁线形的完整平顺。此外现场监测方案,采用几何监测与物理监测相结合的方式,使得实测值与理论值一致性良好,并以此进一步提高施工质量和大桥生命周期内的服役能力。该项顶推施工技术丰富了复杂情况下的桥梁施工技术,也可为今后类似的跨线、S型主梁、钢-混组合梁桥的顶推施工提供参考。     

洛阳黄河公路大桥总体设计

洛阳黄河公路大桥主桥为2联12m×50m等截面预应力连续箱梁,采用逐孔法施工,引桥为50m预应力T型梁.介绍了该桥的总体设计,包括主桥方案比选,主、引桥设计,景观设计等内容.     

提高拱梁固结拱桥刚度的有效方法

拱梁固结拱桥通过主梁作为刚性系杆来平衡拱的推力,但也带来结构刚度下降的不利影响,这使该类拱桥在高速铁路上的应用受到了一定的限制,为了解决这个问题,提出一种新的拱桥加以解决.其做法是,首先在每条拱肋和主梁之间增加10根刚性斜杆与拱肋及主梁节段形成11个三角形结构,尽可能通过三角形角点对拱肋均匀约束,提高拱肋的线刚度;其次,保证有三角形角点落在原结构拱肋位移包络图的最大位移处及主梁跨中位置处,使主梁或拱肋的薄弱点得到加强,线刚度亦得到提高.研究表明,新型拱桥在材料增加很少甚至相同的条件下,其整体刚度均能大幅度提高.还对疲劳和温度响应作了深入的研究,通过有限元分析表明,该结构对疲劳和温度也有很好的适应性.新型拱桥良好的刚度特性对高速铁路桥特别适用.     

用索梁活载比界定矮塔斜拉桥的方法

针对斜拉桥和矮塔斜拉桥的特点,研究了均布荷载作用下索梁的荷载响应,提出索梁活载比概念,并推导出计算公式,比较了该公式和有限元计算结果.结合国内已建斜拉桥和矮塔斜拉桥,提出按索梁活载比来界定斜拉桥和矮塔斜拉桥.研究表明,索梁活载响应能表征结构特性,对于研究其力学行为很有意义.