结构损伤对钢桁梁桥动力性能影响的模型试验研究

本论述以承式简支钢桁梁桥模型作为研究背景,在分析结构损伤研究方法的现状和存在问题的基础上,研究结构的固有频率,通过选取模型桥梁损伤前、后的固有频率作为特征参数,以此来分析不同损伤位置、不同损伤程度对结构的动力学性能的影响,基于动力测试参数对钢桁梁桥模型进行了结构损伤的试验研究分析。     

结构损伤对钢桁梁桥动力性能影响的有限元模型分析

本文以下承式简支钢桁梁桥模型作为研究背景，在分析结构损伤研究方法基础上，通过建立有限元模型，模拟计算结构损伤前、后的固有频率，以固有频率作为特征参数来分析不同损伤位置、不同损伤程度对结构的动力学性能的影响。     

格构式超高墩力学分析与施工监控

文章以特大型连续钢桁梁桥悬臂拼装施工辅助结构超高墩为研究对象,合理简化超高墩和桥连接关系,分别建立钢桁梁桥和超高墩力学模型;采用有限元法分析施工过程中超高墩与钢桁梁桥之间相互作用力关系,研究桥梁悬臂施工各工况下超高墩的承载性能;采用传感器在施工期间对超高墩关键部位应力进行实时监测,并对比分析应力监测数据和计算结果。实测值与有限元计算值较为吻合,表明文中建立的钢桁梁与超高墩接触关系和超高墩力学分析是准确的,从而确保了大型桥梁的施工安全。     

公路组合桥面钢桁梁桥整体式节点计算对比

钢桁梁桥在进行全桥有限元计算时,节点的精确模拟与否直接影响计算结果的准确性.传统空间梁单元模型只能反映结构的整体受力,不能反映局部详细应力分布,然而局部应力分布也是桥梁设计的重要依据.为了对比分析空间梁单元模型与精细组合单元模型节点刚性对全桥整体变形和应力分布的影响,以跨径90 m、桥面宽18m公路简支钢桁梁桥为研究背景,分别采用Midas Civil与ABAQUS有限元软件建立三维梁单元模型与精细组合单元模型.采用不同恒载与车辆荷载工况进行加载,对比分析了梁单元模型与组合单元模型相应杆件的应力分布与相对差值;最后通过实桥原位实验证明了精细组合单元模型计算结果的有效性.研究表明,三维梁单元模型简单易行,可以快速给出钢桁梁桥整体计算结果,而精细组合单元模型能够准确考虑节点刚性对于钢桁梁桥整体变形的影响,并给出关注部位详细应力分布.     

基于小波变换的钢桁梁桥损伤识别数值分析

为了验证基于曲率模态理论和小波变换相结合的损伤识别方法在桥梁结构监测中的适用性,采用SAP2000软件创建钢桁梁桥有限元分析模型.通过调整节点处单元弹性模量的方法改变节点的连接刚度,并模拟节点的不同损伤工况,然后对结构的模态振型进行曲率模态计算.在Matlab软件中应用Bior3.9小波函数编程,提取曲率模态信号的小波变换系数得到损伤指标D值,根据小波变换模极大值法对桥梁节点进行损伤识别.研究结果表明,该方法能够较好地识别出损伤节点的位置,并且损伤指标会随着损伤程度的提高而增大,为钢桁梁桥的损伤检测和健康监测提供了一定的参考和借鉴.     

曲率模态方法对系杆拱桥的损伤识别

以系杆拱桥为研究对象,利用Midas建立有限元模型,研究系杆拱桥结构的特殊动力特性,并对基于曲率模态分析理论的损伤识别方法进行了探讨,引用平均曲率模态因子指标对系杆拱桥吊杆损伤进行判定,并利用平均曲率模态因子指标对实际已损伤的系杆拱桥测试数据进行分析,通过Matlab程序实现识别算法并获得识别参数,利用绘图软件强大的绘图能力绘制参数变化图,根据参数变化图判定实际系杆拱桥的损伤是否存在及损伤位置,验证平均曲率模态因子指标在实际系杆拱桥损伤识别中运用的可行性及适用性.研究表明:当系杆拱桥出现损伤时,已损伤位置平均曲率模态因子曲线会发生突变,运用平均曲率模态因子指标可以较好判定实际系杆拱桥的损伤位置,初步判定结构的相对损伤程度,在实际系杆拱桥的损伤识别中具有一定的应用价值.     

列车通过连续钢桁梁桥时的动力响应研究

将列车-连续钢桁梁桥视为一个耦合的整体系统,采用桁段有限单元对连续钢桁梁桥进行离散,每节车辆采用具有21个自由度的二系弹簧车辆空间振动模型,列车与连续钢桁梁桥通过轮轨相互作用关系进行动力耦合,应用弹性系统动力学总势能不变值原理,建立列车-连续钢桁梁桥时变系统的整体振动方程;采用直接积分法计算了列车以不同速度通过2座连续钢桁梁桥时的桥上列车振动响应全过程,分析计算所得结果,可以得出2座桥梁行车安全的结论.     

客货共线大跨度简支钢桁梁桥梁轨相互作用

以黄韩侯铁路上某156m大跨度简支钢桁梁桥为背景,采用理想弹塑性道床阻力模型,建立了轨-梁-墩一体化空间有限元模型,对钢桁梁桥上钢轨伸缩力、挠曲力、制动力以及断轨力分布规律进行了分析,探讨了相邻简支梁支座布置、桥墩顶纵向刚度、小阻力扣件布置等设计参数对钢轨纵向力的影响.研究表明:钢轨伸缩力为主要控制性荷载;相邻简支梁宜采用与钢桁梁相同方向的支座布置方式;随墩顶刚度的增加,钢桁梁桥上钢轨伸缩力和挠曲力增大,制动力减小;在钢桁梁桥上采用小阻力扣件即可以减小约36%的钢轨伸缩力.     

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。     

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。     

拉索失效和主梁损伤斜拉桥静力性能退化模型试验

为研究构件损伤对斜拉桥结构静力性能的影响,以合江长江二桥为原型,基于相似比理论和刚度相似原理,设计缩尺比为1/40的斜拉桥节段模型.建立原型桥和模型桥的有限元模型,对其进行静力相似对比分析.对8组拉索断裂工况和12组主梁损伤工况下的斜拉桥模型进行试验,研究不同损伤工况下拉索索力、主梁应力和挠度的分布规律,揭示拉索失效和...     

双层公路特大桥的模态参数识别及成桥模型分析

东莞市东江大桥在国内首次采用三桁刚性悬索加劲钢桁梁新型结构,为了获得该复杂结构的模态参数和确定成桥理论计算模型,基于环境激励法,在通车前对该桥进行了模态试验,然后采用频域识别法,获得了该复杂结构的竖向、横向和扭转等模态参数.通过对比试验结果与三维有限元计算结果得出:三桁结构整体受力性能较好;预制栓接桥面板对整体刚度的贡...     

丰准线黄河大桥悬拼过程中动力的分析

本文建立了钢桁梁桥的平面桁架计算模型与空间刚架计算模型，运用于空间迭代法求得竖向、横向基本周期，以丰准线黄河大桥为例提出了预测铜桁梁桥悬拼过程中人体对振动感觉的分析方法，这一方法可用于评价、改进钢桁梁桥的悬拼方案，指导安全施工。     

客货共线1-156m简支钢桁结构分析

简支钢桁梁桥因其受力明确、结构高度低、自重轻以及施工周期短等优点,在铁路桥梁中得到了越来越广泛的采用。黄韩侯铁路单线1-156 m栓焊下承式简支钢桁梁是目前国内最大跨度的简支钢桁梁结构。该桥主桁采用无竖杆的三角形腹杆体系,主桁弦杆均采用箱形截面;腹杆采用箱形截面和H形截面;上、下均采用交叉式平纵联,采用工字型截面。采用MIDAS Civil 2010建立该桥三维有限元模型,计算其主桁杆件内力、应力、疲劳应力幅,及全桥自振周期。     

钢管砼系杆拱桥模态参数识别及有限元仿真

以宁杭南河特大桥主桥-钢管砼系杆拱桥为背景工程进行成桥的动态试验,利用环境激励下桥面的动力响应数据进行全桥的动力特性参数识别,采用PDV100激光测振仪测得拱桥的吊杆内力.基于ABAQUS建立整幅桥梁的三维有限元模型,结合所识别的桥面模态参数以及测得的吊杆内力,对钢管砼系杆拱桥的有限元模型进行修正.研究结果表明:经修正后的模型能更准确地反映结构的动力特性,可作为桥梁结构健康监测中损伤识别与安全评估研究工作的基准模型.     

阻尼模型对复杂结构水管桥地震响应分析的影响

与对普通桥梁的抗震性能研究不同,对水管桥研究时需考虑动水压力的影响,以附加质量的形式模拟动水压力对水管桥动力特性和地震响应的影响.阻尼是结构动力响应分析中的重要参数,针对阻尼模型的合理选择进行讨论.水管桥自振特性复杂,对横桥向分别采用Rayleigh阻尼模型、分块Rayleigh阻尼模型进行动力计算;对顺桥向采用Rayleigh阻尼模型进行动力计算.两个方向均以振型叠加法所得结果作为精确解,评价了各阻尼模型的合理性.结果表明:分块Rayleigh阻尼模型更能合理地模拟结构横桥向振动的阻尼特性,而顺桥向按Rayleigh阻尼计算就能得到较好的精度.     

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。     

三主桁84＋84m连续钢桁梁桥正交异性整体钢桥面受力分析

南京大胜关长江大桥是京沪高速铁路上一座六跨连续铁路钢桁梁（拱）桥,采用混凝土与钢正交异性板相结合的整体桥面,多横梁体系,钢正交异性板与下弦杆焊连在一起。本文主要研究了该桥边孔84＋84m三主桁连续钢桁梁桥正交异性整体钢桥面板的受力情况。利用空间有限单元法,对桥面系部分构件的受力情况进行了分析。计算结果表明：该桥的整体桥面结构满足高速行车要求;桥面系各构件受力合理。     

长输管道悬索跨越结构损伤的试验模拟与识别

结构的损伤会导致结构模态参数的变化,通过获取不同损伤模式下结构的模态参数并经过分析对比,可实现对结构的损伤模式识别.为此,针对咸阳至宝鸡天然气输气管道工程的渭惠渠悬索跨越结构,制作了缩尺比例为1∶8的悬索桥模型结构,针对悬索桥模型结构进行了完好状态和3种基本损伤模式状态下的输入白噪声和地震波的振动试验研究,得到了多组长输管道悬索桥模型结构在完好状态和不同损伤状态下的频率参数;且采用目前广泛应用的神经网络BP网络实现了对长输管道悬索桥完好状态和3种主要损伤模式的识别.     

钢桁梁桥施工过程中的无应力合龙方式

由于大跨径钢桁梁桥的施工过程较为复杂,尤其是采用悬臂施工法且中跨采用悬臂合龙时,对成桥后的个别杆件受力状态影响较大,因此采用中跨无应力合龙符合钢桁梁的受力要求。本文通过有限元软件对钢桁梁桥采用无应力合龙方式进行位移、应力和稳定性的分析。