双斜塔钢箱梁斜拉桥抗风性能试验研究

为了评价某拟建大跨度双斜塔钢箱梁斜拉桥的抗风安全性能,通过数值分析与风洞试验相结合的方法研究其结构动力特性,测定静力三分力系数、颤振临界风速和涡激振动响应,据此分析评估该桥的抗风性能.结果表明,该桥具有较好的气动和颤振稳定性,但存在两个明显的竖向涡激共振区,且最大振幅远超过规定容许值.因此,该桥需要通过气动外形优化,以减小或控制涡激振动.经多种主梁涡激振动性能优化方案对比试验得出其最优措施为轨道内侧增加一条宽1m、与底板夹角成30°的导流板.     

考虑舒适度的人行悬索桥振动控制

大跨度人行悬索桥具有轻柔、低阻尼、基频小等特点决定了其对人行荷载激励较为敏感。以一钢箱梁自锚式人行悬索桥设计方案为背景,基于ABAQUS有限元平台,以国际桥梁及结构工程协会(IABSE)建议的单人步行激励为基础研究了人行悬索天桥的振动特性。结果表明:此类桥梁一阶频率位于2 Hz左右,接近于人行步频,易产生桥面共振,降低桥梁的使用舒适性及安全性。针对这种现象提出了采用调谐质量阻尼器(MTMD)进行调节,最大减振率达到45.1%,各工况下平均减振率可达37.7%。     

大跨度钢箱梁焊接变形控制研究

;在本文中我们主要是结合大量的工程实例来对大跨度钢结构箱梁焊接变形的状况进行研究和说明,并在此基础上进一步的给出控制的方法和手段,提出合理的钢箱梁焊接变形控制方案,并对钢箱梁的整体焊接工艺进行优化。实践证明,这样一种优化和处理在实际的实践过程中是有着非常好的应用效果的。在实际的控制过程中,选择采用专用的工装和胎架夹具,并具体结合一些有效的预防措施来对焊接过程中的变形,使得工程整体能够在控制精度上达到要求从而整体的质量也符合要求。本文的最后对完工以后的钢箱梁进行了检测和分析,认为其各项具体的指标都是符合设计要求的,这也就意味着,我们所提出的各项措施在实际的工程实践中是有应用价值的。     

结构动力特性应用的有关问题分析

结构动力特性在工程中得到了广泛的应用。通过结构的动力特性了解复杂结构的结构性能,从而可进行结构振动控制、结构动力特性的优化设计、结构模型修正、结构故障诊断等研究工作。本文仅分析说明了结构动力特性在工程应用中应注意的几个问题。     

基于固有模态的单层球面网壳减震控制

简要介绍并总结了目前大跨度空间结构多重调频质量阻尼器(MTMD)减震控制的发展过程及研究现状.建立了网壳结构MTMD减震控制系统动力学基本方程并进行解耦分析,进而提出了基于控制特定的固有模态的单层球面网壳结构分布多重调频质量阻尼器(D-MTMD)减震设计方法与步骤.建立了一个单层球面网壳数值模型,分别考虑水平、竖向地震输入两类工况,对不同震动控制方案的网壳采用El Centro波进行时程分析,并对计算结果进行分析对比.计算结果表明,该减震控制方法可以有效减小结构地震响应.同时,根据数值计算结果,总结提出了一些关于减震控制效果优化的建议.     

基于质量参与系数的空间结构动力模型简化

本文根据大跨度空间结构的动力特性,获得了大跨度空间结构地震反应的内在特征、变形机理及其振型分布规律.针对采用传统振型叠加法分析大跨度空间结构地震反应时质量参与系数累积速度慢的特点,根据质量参与系数的定义、振型截断原理及两者间的理论关系,提出了一种适用于大跨度结构动力分析整体计算模型的简化方法.数值算例验证了本文简化方法的有效性、准确性及计算效率.数值分析结果表明,本文简化方法简单、高效,且具有足够的分析精度.     

考虑不同荷载组合的人行天桥力学性能分析

人行天桥作为城市道路通行的工程设施,分析其力学特性对于保证行人安全至关重要.以2跨人行天桥连续钢箱梁为例,采用有限元Midas/civil软件对考虑了主梁自重、二期恒载、人群荷载、风荷载、温度荷载和天桥顶棚传递荷载等6种工况组合下人行天桥力学性能进行了分析,对钢箱梁最大主应力、最大剪应力、钢箱梁变形以及自振频率进行了验算.研究表明:在各种荷载组合下,钢箱梁最大主应力和剪应力均满足规范要求;顶板和腹板最大竖向位移为-6.29 mm,底板最大竖向位移为-6.25 mm;荷载组合a时钢箱梁最大竖向位移为-6.31 mm,且该天桥钢箱梁跨中、3.5 m悬臂端以及4 m悬臂端竖向挠度均满足要求;该天桥一阶振型为反对称竖弯,自振频率为5.614 Hz,二阶振型为对称竖弯,自振频率为8.255 Hz,自振频率满足规范要求.     

多尺度动态边界逼近分析方法研究及试验验证

基于动力平衡方程和有限元思想,提出求解局部振动问题的多尺度动态边界逼近分析方法:首先建立较大尺度整体有限元模型并计算,进而针对所关注区域进行细化处理,利用目标区域在较大尺度模型中的动力响应作为边界条件,通过精度递进和反复迭代,最终完成精细模型的动力响应求解.在阐明分析流程和理论推导的基础上,以简支钢梁为例,对所提方法的有效性进行了模型试验验证,并探讨了细化过程中合理单元尺寸比的选取范围.研究表明,该方法精细化计算结果与试验测试结果相吻合,多次逼近分析迭代后结果稳定性较好.在计算成本较小的递进分析中,所提方法可应用于大跨度铁路钢桥整体节点和正交异性钢箱梁等复杂结构体系的局部振动问题.     

涂山淮河大桥主桥施工控制

文章结合涂山淮河大桥主桥工程实例,介绍了自适应控制系统在大跨度连续箱梁工程中的应用,采用结构平面分析与现场实测相结合的方式,分析了大跨度连续箱梁桥挠度的影响因素,提出了切实可行的控制方法.实践证明,其施工控制达到了预期的目标和要求.     

TMD减振技术在钢结构人行天桥中的应用

大跨度人行天桥结构振动基频较低,在步行激振作用下极易发生共振现象。该文结合某人行天桥的动力分析,确定了采用TMD进行减振抑振。经过实测对比,增加TMD系统后,振动加速度有效降低,效果较好。