基于荷载试验的钢桁梁桥静动力性能研究

钢桁梁桥因整体性能好、施工周期短、工厂预制化程度高等优点,在桥梁建设中得到广泛应用。为了探究此类型桥梁结构在运营期间的静动力性能,文章以跨径为67 m的某高速公路钢桁梁桥为研究对象,采用有限元模拟与现场荷载试验相结合的方法,对该结构在设计荷载下的静力性能及动力特性进行研究。结果表明,该结构在试验荷载作用下,结构关键截面的应变及挠度校验系数分别介于0.50～0.90与0.45～0.83,且各工况下的相对残余应变及相对残余变形均低于0.1。静载试验结果表明：在运营荷载下,该钢桁梁桥处于弹性工作状态,安全储备较大;此外,实测的结构一阶竖向频率为2.764 Hz,大于模态分析结果的2.149 Hz,且通过跑车试验得到的桥梁实测冲击系数均低于理论计算值0.149,表明该钢桁梁桥具有良好的动力特性,满足运营期要求。     

高速铁路连续梁桥动力响应分析

介绍了铁路连续梁桥在高速列车作用下，冲击系数和列车运行舒适度的研究．计算表明，连续梁桥的冲击系数和列车舒适度，比简支梁桥有一定减小，提出了连续梁桥设计冲击系数．通过对不同跨度配合情况下连续梁桥的动力分析，研究了不等跨连续梁桥冲击系数的计算方法     

既有连续钢桁梁桥加固后工作状态模拟

结合在役桥梁特点，依据桥粱实例，分析建立了既有连续钢桁梁桥加固前、后平面和空间计算模型。通过模型计算结果与实测资料对比分析，以及空间与平面模型计算结果的比较，表明空间计算模型为合理的工作模型。空间计算模型采用空间梁单元模拟桁架桥杆件，可以考虑弯曲次内力和结构空间受力行为，能够比较真实地实现连续桥梁的工作状态模拟。该模型为桥梁加固后安全寿命评估奠定了基础。     

地震作用对钢桁梁桥车桥系统耦合振动的影响分析

为了研究地震对车桥系统耦合振动的影响,采用最小二乘法对地震加速度进行校正拟合,消除位移时程因直接对加速度时程积分出现的漂移现象。根据弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的对号入座法则,将轨道不平顺作为系统的自激激励源,地震作为外部激励,建立考虑地震作用的车桥系统耦合振动方程。并以某钢桁梁桥为例,采用计算机模拟的方法,建立列车和桥梁动力分析的有限元模型,研究地震对车桥系统耦合振动的影响。研究结果表明:在地震作用下,桥梁的动力响应主要取决于地震力,横向地震波对车辆与桥梁的横向动力响应具有非常重要的影响;竖向地震波主要影响车桥系统的竖向振动,对横向振动影响很小;但是,竖向地震波对脱轨系数、轮重减载率、车体竖向加速度的影响较显著,因此,在评判桥上列车的运行安全性时必须考虑竖向地震波的影响。     

重载列车提载对简支T梁桥动力响应的影响

为研究重载列车提载对既有铁路简支T梁结构动力响应的影响,以常用跨度16、20、24和32 m预应力混凝土简支T梁为例,建立重载列车-轨道-桥梁三维耦合精细化有限元模型;选取朔黄铁路线上一座典型预应力混凝土简支T梁桥进行了现场试验,验证了有限元模型的准确性。计算重载列车作用下车桥系统的动力响应,探讨重载列车提载对桥梁结构动力响应的影响规律,并对既有铁路典型桥梁进行列车提载适应性分析。结果表明:采用同种货物列车车型时,各跨度桥梁的位移响应随列车轴重的提高呈近似线性增加关系,加速度响应随列车轴重的提高有所增大;采用不同货物列车车型时,各跨度桥梁的动力响应随列车轴重的提高波动较大,其变化与轴重提高的相关性不明显;列车车体长度和车辆定距对跨度较大的桥梁影响较大,当桥梁跨度很小(小于8 m)时,重载列车对桥梁所产生的动力响应仅与轴距有关。当列车轴重提至30 t及以上时,既有铁路典型桥梁横向动力响应偏大,应进行横向加固。     

列车-上承式桁梁桥横向动力分析

将列车-上承式桁梁桥作为一个耦合的整体系统进行研究，上承式桁梁桥采用桁段有限元单元模拟，列车采用具有21个自由度的2系弹簧车辆空间振动模型，应用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的“对号入座”法则，建立列车一桥梁时变系统的整体横向振动方程，使用机车车辆轮对或转向架实测蛇行波为激振源，计算了一列货物列车以5种不同速度通过桐模甸上承式钢桁梁桥时的列车-桥梁系统的横向动力响应，计算结果表明：采用本文方法计算列车-桥梁系统的横向振动是切实可行的，这为研究上承式桁梁桥的横向刚度及研究高速列车-桥梁振动提供一种方法。     

地铁列车与城际铁路列车的耦合动力响应分析

以天津市津滨轻轨下穿城际铁路工程为研究背景,基于ABAQUS显式动力分析模块建立了三维有限元与无限元相结合的模型,通过多点输入方式实现了列车荷载在空间的移动,计算了高速列车以不同速度运行、单列地铁列车运行、两列地铁列车相向运行耦合等不同工况下体系的振动响应,对比分析了不同工况下的加速度和位移响应.     

框架桥在不同列车速度下的瞬态动力响应

以普通混凝土框架桥工程为研究对象,采用有限元分析软件中的实体单元solid65建立了混凝土框架桥数值模型.利用完全法瞬态动力计算分析得到的框架桥跨中节点的挠度-时间曲线,可以反映出列车在不同速度下通过框架桥时桥体发生的动态响应特征,即框架桥的位移响应特征.结果表明,90~120 km/h为列车通过框架桥的最佳速度区间,此时框架桥的动态挠度时程曲线呈缓慢地上下波动,该速度区间下桥体的最大变形量为2.79×10^-5 m,位置发生在跨中附近,时间发生在列车经过跨中位置的前后时刻.     

凸轮机构考虑间隙时动力响应的研究

近10多年来,一些学者研究了运动副有间隙时对平面连杆机构动力性能的影响.文献[1] 、[2] 提出了“质量-刚度-阻尼-间隙”(m-k-c-r)的动力学模型,分析了平面连杆机构的动力性能,文献[3] 采用“连续接触模型”分析了有间隙平面四杆机构的动力性能,并进行了实验验证.对于凸轮机构具有间隙的动力响应,在文献[4] 、[5] 中虽已提及但未作深入阐述.本文对凸轮机构考虑间隙时动力响应作了较全面的研究,提出了三类间隙及其动力响应     

大跨度钢桁梁桥纵向附加力分析与研究

文章以桥上无缝线路梁轨相互作用原理为基础,建立以轨道、桥梁、支座、墩台和基础为整体结构的附加纵向力计算有限元模型,依据"对号入座"法则编制了计算钢桁梁桥上无缝线路的程序。讨论了伸缩调节器设置与否以及设置位置的不同对纵向附加力的影响。     

考虑节点刚域影响的钢-混组合桁架梁桥行车动力响应分析

为研究节点刚域对钢-混组合桁架梁桥行车动力响应的影响规律,以某新建桥梁为例,利用自主开发的TRBF-DYNA软件开展列车-轨道-桥梁耦合系统振动响应研究.分别采用有限元方法建立考虑节点刚域的轨道-桥梁子系统整体三维模型;采用多刚体动力学方法建立31自由度车辆子系统模型,应用轮轨空间滚动接触模型模拟轮轨间可分离的接触关系.首先分析了节点刚域对桥梁自振特性的影响;继而研究了节点刚域和行驶线路对列车走行性以及桥梁整体和局部杆件动力响应的影响.结果表明:考虑节点刚域显著提高桥梁刚度;同时,桥梁的竖向振动位移峰值和加速度峰值减小30.00%~35.15%;钢腹杆内力显著提升,其中弯矩会增大90.41%~224.02%;但节点刚域对列车行车安全性指标影响较小.双线行车较单线行车引起的桥梁动力响应显著增强,其中横竖向加速度峰值将分别增大114.29%和100%;钢腹杆的应力有所增加,但并非成倍增加.建议在研究钢-混组合桁架梁桥行车动力响应时考虑节点刚域的影响.     

轻轨列车和高架桥梁系统的动力响应分析

以一种简化的方法研究高架轻轨列车对桥梁的动力冲击作用与周围地基的振动效应，首先建立了二维的车─桥系统动力相互作用模型，通过模拟分析求得列车运行时作用在桥墩上的列车振动荷载，然后再采用＂桥墩─基础─地基＂的二维共同作用模型，计算通过桥墩并垂直于线路的横断面上的地基和地面的振动特性。并以一实际高架轻轨系统为实例，研究了平基和桩基两种情况下高架轻轨列车对周围地基振动的影响。     

大跨径预应力混凝土连续梁桥抗震性能分析

以包头至树林召高速公路黄河特大桥为例,通过建立三维空间有限元计算模型,对一联三跨预应力混凝土连续梁桥进行了动力特性研究以及地震反应谱分析和动态时程分析,并依据其动力特性和分析结果,为本桥的抗震设计提出了有益结论和建议.     

天兴洲大桥主桥钢桁梁节间长度研究

在特大桥桥型方案的比选过程中往往忽略对节间长度的比选，这样所设计桥梁不一定是最优方案。详细介绍天兴洲大桥钢桁梁节间长度的比选过程，确定最佳节间长度，同时论述了节间长度比较的重要性。     

现代钢梁桥安装方法探讨

阐述了钢梁桥安装对保证钢梁桥质量的重要作用,重点介绍和探讨了现代钢梁桥安装的几种主要方法。     

钢桥自适应分析

自适应分析是钢桥塑性分析理论的一个新方向,它以重复载荷作用下结构的自适应现象为基础,挖掘结构的承载潜力.本文以连续钢梁桥为对象,分析了重复载荷作用下结构的特殊行为,以一个两跨连续梁为例,用增量分析法计算了结构的自适应极限载荷.分析表明:结构自适应的必要条件是卸载过程中不出现弯矩重分配;增量分析法原理清晰,适于编程.     

106m下承式钢桁结合梁桥面系 结合形式的比较研究

本文以某高速铁路106m双线下承式简支钢桁梁密布横梁混凝土桥面板体系为研究对象,建立整体有限元模型,对钢桁梁桥面系两种不同结合形式进行计算分析,得出不同结合形式对结构受力的影响。     

高速铁路结合梁桥与列车系统振动分析模型

提出了结合梁桥振动计算的翼缘砼板弹性剪切力法的分析模型及结合梁截面特性计算式 ,导出了结合梁桥刚度矩阵、质量矩阵、阻尼矩阵的计算式 ,算出了我国某高速铁路 4 0 m 50 m 4 0 m双线连续结合梁桥的自振特性 ,结果与自由度非常多的板壳元及杆元分析模型很接近 .还给出了车桥振动响应部分计算结果     

波形钢腹板组合箱梁桥动力特性有限元分析与荷载试验

采用ANSYS建立了波纹钢腹板混凝土箱粱的空间有限元模型,并通过与波纹钢腹板混凝土试验箱梁实测值的对比,验证了有限元模型的适用性.