桥面平整度对大跨度悬索桥车桥耦合振动的影响

桥面平整度是影响车桥耦合振动的关键因素之一.基于分离法,以车轮与桥面板接触点为界,将车桥耦合振动系统分为车辆、桥面平整度和桥梁结构3个子体系,并假定桥面平整度是均值为零的平稳高斯随机过程;结合DR-PSD函数建立了很平整、一般平整和粗糙3种桥面平整度模型.结合车桥耦合振动分析程序,以某大跨度悬索桥为对象,研究了3种不同桥面平整度下桥梁结构各部分的动力响应特性.研究结果表明:组成大跨度悬索桥各部分的主塔、加劲梁、主缆和吊索,其各自对应的冲击系数之间存在明显的差异,而同一条件下相同部位的内力与位移冲击系数也有较大的差异;车桥耦合振动过程中桥面出现较大的横向位移,对桥面行车安全构成威胁,内力高频交变的主缆及吊索等关键结构易出现疲劳,对此应给予高度关注.     

高速公路桥梁动力响应统计分析

车辆行驶引起的桥梁振动的动力响应数据是车桥耦合振动分析中重要参数。采用超声波测速仪、录像机及桥梁动态测试仪同人工记录相结合的方法,对高速公路交通荷载各要素进行24h连续、全面调查,记录的数据包括车型、车速、行驶车道、车辆到达时间以及每辆过桥车辆引起的桥梁动力响应数据。本调查采集了8片梁的5 650单车过桥的动响应数据,研究了交通荷载调查样本中不同梁体的动力响应数据的统计规律,全面分析了高速公路交通荷载车辆过桥引起的桥梁动力响应的时空分布规律。研究结论能够给车桥耦合振动研究及相关研究提供有益的理论指导和数据支持。     

刚性短索索力计算及边界条件分析

介绍了考虑刚度时固支或简支单一边界条件下振动法求解索力的计算方法,在此基础上建立了固支与简支复合边界条件下短索索力计算模型,推导了复合边界条件下索力计算公式,并采用Matlab程序对其进行了求解;将该方法应用于算例分析中,对比了3种模型的计算结果,验证了该方法在计算短索索力和抗弯刚度方面的优越性;提出了边界条件系数的概念,确定了影响短索振型和边界条件的因素,通过回归分析确定了边界条件系数与各影响因数之间的关系式.结果表明,该方法为快速准确地测定短索索力提供了一种新的途径,边界条件系数的提出为短索边界条件分析提供了一种有效的量化计算方法,具有一定的实用性和推广价值.     

杭州湾跨海大桥风载内力试验及计算方法

介绍了杭州湾跨海大桥全桥气弹模型风洞试验中静风和抖振内力测量方法，探讨了斜拉桥静风内力的计算方法，采用考虑桥塔风效应的抖振时域分析方法计算出大跨斜拉桥的抖振内力，静风响应分析采用风洞实测平均风速剖面指数，抖振响应分析也采用风洞实测的紊流风速谱和空间相关性，并分别与风洞试验结果进行了对比．计算值与试验值吻合较好．分析比较结果表明，斜拉索的风荷载计算模式对静风内力影响较大，考虑桥塔风效应将会显著增加桥塔的横向抖振内力．     

基于等参映射与改进折半法的 公路车桥耦合分析系统

针对传统全耦合车桥耦合分析计算量大、效率低的问题，基于等参映射及改进折半法建立公路车桥耦合分析系统. 采用ANSYS建立桥梁有限元模型，利用MATLAB建立多种精细化车辆动力分析模型，采用全过程迭代法分别求解桥梁子系统与车辆子系统. 为实现车轮荷载快速自动加载，引入四边形等参映射和改进折半查找法确定车桥接触点的插值系数和加载位置. 基于弹簧-质量模型过简支梁算例及某大跨悬索桥行车试验，将该分析系统与经典数值分析方法、实测数据以及传统的时间步迭代方法进行对比. 研究结果表明，所建立的车桥耦合分析系统具有较好的分析精度和计算效率，迭代过程收敛速度较快，可为高流量、高随机车辆荷载下桥梁结构空间响应分析提供参考.     

轻质微膨胀混凝土配合比试验研究

采用页岩陶粒作为轻骨料，加入减水剂、膨胀剂等，配制出了八种不同配合比的轻质料混凝土与普通混凝土，并对其和易性、强度、干表观密度、变形等主要性能指标进行了实验研究，得到强度等级CL40、密度等级1800的轻骨料中高强度微膨胀混凝土最佳配合比。研究成果可广泛地应用于桥梁的加固改造。     

特重车荷载下装配式PC板桥荷载效应分析

 为研究特重车荷载作用下PC 板桥的荷载效应,以河北省宣大高速公路WIM 数据为基础,共提取出883 个特重车荷载工况,使用“随机车流-桥梁耦合振动分析系统”计算各工况作用下PC 板桥各片板的最不利正弯矩效应及PC 板桥的最大正弯矩效应。通过对PC 板桥横向各片板最不利正弯矩效应的统计分析研究其横向受力性能,通过最大正弯矩效应与设计荷载效应的对比,分析PC 板桥的特重车正弯矩效应超限情况。结果发现:由于特重车在桥面鲜明的分布特点,PC 板桥1^#板的最不利正弯矩效应极值最大,而5^#板最不利正弯矩效应的均值最大,在特重车荷载作用下,PC 板桥正弯矩效应超限情况普遍,且部分工况最大正弯矩效应已超越设计荷载效应的1.8 倍,随着跨径的增加,PC 板桥正弯矩效应的超限工况数量、超限程度呈现下降趋势,但降幅并不明显。     

高墩大跨刚构桥施工阶段的抗风分析

采用离散涡(DVM)及风洞测力方法,确定主梁静气动力系数.采用抖振时域方法,计算最大双悬臂状态时的抖振响应,与风洞试验结果进行对比分析,计算中阻尼系数由气弹模型实测阻尼比确定;由于气弹模型设计中阻尼比相似不能够实现,故修正计算结果,探讨阻尼比对抖振响应的影响;最后采用两种抗风分析方法——阵风系数法和抖振时域分析法,分别对结构进行分析计算.实例分析的计算结果表明,按阵风系数法得到的横桥向响应偏于保守.     

杭州湾跨海大桥风荷载响应

对杭州湾大桥进行了全桥气弹模型风洞试验,实测了不同风攻角、偏角和施工阶段的静风和抖振位移响应,同时布设动态应变片,直接测量了桥塔根部的风载内力.探讨了斜拉桥静风响应和非线性抖振时域分析的计算方法,计算结果与风洞试验值进行了对比,吻合情况较好.分析结果表明:斜拉索的风荷载计算模式对静风响应有较大影响;气动导纳采用Sears函数,可能会得到偏危险的结果;塔根抖振内力基本上随着风偏角的增大而减小,但主梁跨中抖振位移响应不符合这一规律;最大双悬臂状态为抗风最不利状态,施工时务必采取抗风措施.     

轻质高强微膨胀混凝土加固拱桥的动力分析

探讨了采用普通混凝土、普通微膨胀混凝土和轻质高强微膨胀混凝土3种材料加固的拱桥的动力响应,建立了有限元计算模型并给出了相应的分析方法。对各种模型进行了振动频率计算,并应用反应谱法和时程分析法计算了其地震反应。结果表明,采用轻质高强微膨胀混凝土加固的拱桥适应变形能力强,荷载力分布均匀,具有良好的抗震性能。