波形钢腹板PC连续箱梁桥自振频率分析与试验研究

为精确计算波形钢腹板PC连续箱梁桥的自振频率,在综合考虑箱梁剪力滞效应、波形钢腹板剪切模量修正及其剪切变形的影响下,综合运用能量变分法与Hamilton原理,推导获得该桥型自由弯曲振动的控制微分方程。在给定的自然边界条件下,运用分段联立法求得波形钢腹板PC两跨连续箱梁桥自由弯曲振动频率的计算公式。制作了两跨等截面模型试验梁,采用DHDAS动态信号测试分析系统对其动力特性进行实测,并运用ANSYS有限元软件对试验梁的动力特性进行分析。运用所得计算公式求得试验梁的自由弯曲振动频率,将其与实测值及有限元分析结果进行对比,三者吻合良好,验证计算公式的可靠性。最后采用理论公式和有限元仿真对波形钢腹板PC连续箱梁桥自振频率的影响参数进行分析。研究结果表明:波形钢腹板的剪切变形对其自由弯曲振动频率的影响较大,而横隔板数量对其扭转振动频率的影响较大,本文所得结论可为同类桥梁自振频率的分析与计算提供依据。     

考虑截面畸变的薄壁箱梁的弯曲稳定分析

该文应用广义位移样条有限杆元法分析了薄壁箱梁横向弯曲稳定问题,并将计算结果与有限元软件ANSYS10进行了比较。数值算例表明:该方法适用于横向荷载作用下的薄壁箱梁的稳定分析,能够模拟薄壁箱梁横截面外轮廓线变形,具有精度高、收敛快、方便灵活等特点。     

体外预应力对波形钢腹板箱梁自振频率的影响分析

为了研究体外预应力对波形钢腹板箱梁动力特性的影响,推导了波形钢腹板箱梁在体外预应力作用下的自振频率计算公式.以5.2 m缩尺波形钢腹板试验梁为对象,利用有限元软件ANSYS建立了预应力波形钢腹板箱梁的模型,对其进行了模态分析.通过对试验梁模态试验的自振频率测试数据与理论计算值以及有限元分析数据进行对比,证明了理论公式推导的正确性,论证了有限元模型的适用性.采用理论计算和有限元数值计算相结合的方法,研究了体外预应力钢束拉力、锚固位置以及截面积对波形钢腹板自振频率的影响.研究结果表明:三者对波形钢腹板箱梁自振频率的影响均较小,在实际工程中可以忽略体外预应力对波形钢腹板箱梁动力特性的影响.     

双薄壁高墩曲线多跨连续刚构桥自振特性分析

为确定双薄壁高墩曲线多跨连续刚构桥的自振特性,以某双薄壁高墩曲线五跨连续刚构桥为实例,应用ANSYS有限元软件中的Solid 65实体单元和Beam 188梁单元建立该桥空间有限元计算模型,同时利用Midas/Civil建立大桥空间梁单元有限元模型,探讨不同软件、不同单元类型以及预应力张拉对双薄壁高墩曲线多跨连续刚构桥自振频率的影响,分析曲线桥梁结构的平曲线半径对双薄壁高墩曲线连续刚构桥的自振特性的影响,最后按照桥墩等线刚度的原则分析墩高对双薄壁高墩曲线连续刚构桥的自振特性的影响.计算结果表明:曲线连续刚构桥第1阶振动模态一般为纵飘;曲线桥梁结构动力特性及其力学行为的分析,建议选用可考虑翘曲的Beam 188梁单元模型;对于高等级公路中的曲线半径较大的双薄壁高墩曲线连续刚构桥,曲率半径对桥梁的自振特性影响很小;在保持墩线刚度不变的前提下,结构的自振频率随着墩高的增大而减小,可以通过优化墩的纵桥向厚度或双薄壁墩间距改善结构的整体刚度.     

大跨弯连续刚构桥自振频率计算公式

为了研究大跨弯连续刚构桥自振频率变化规律,依据Rayleigh基本理论,推导桥梁自振频率的计算公式,并以某一典型桥梁为依托工程,运用通用软件ANSYS,通过变化结构的曲率半径,建立24种仿真模型,获取了桥梁结构一阶振动频率变化规律;修正自振频率的计算公式,并通过实际工程进行验证公式的适用性.结果表明:连续刚构桥第一阶振...     

连续箱梁弯曲问题的有限单元法

在文[1]、[2]三维退化层合梁的基础上，引入板壳的基本假定^[3]，构造出三维退化层合板壳单元，分析了单箱室连续箱梁的弯曲问题。计算结果表明，该单元的精度和效率较高，适合于工程结构的总体分析。     

复合材料层合板考虑弯曲挠度和自振频率的优化设计

纤维复合材料层合板的刚度、稳定性及振动等问题都是设计中必须考虑的问题,国内外学者对“双向铺设”层合板考虑稳定、自振频率及弯曲挠度的铺层优化设计曾进行过研究,他们都是以各层板的铺设角为设计变量,然后用 Powell法或变尺度法逐次改变设计变量搜寻各层板的最优铺设角。我们对上述问题进一步进行了研究,论证了层板的拉伸-弯曲耦合刚度必定使层板的固有频率降低,使层板承受横向载荷的挠度增加,因而寻求提高固有频率或降低横向挠度的最优铺设层板必定是对称铺设结构。上述优化问题可以只对对称层板进行分析,进一步的分析还证明了上述优…     

波形钢腹板连续箱梁的结构参数对其自振影响分析

为了分析波形钢腹板连续箱梁桥的结构参数对其自振的影响,以郑州市陇海路高架常庄水库桥为依托,利用ANSYS软件建立3跨精细有限元模型,分析预应力、波形钢腹板的波折角度、单板宽度、腹板厚度等结构参数,以及横隔板数量对连续体系波形钢腹板组合箱梁自振特性的影响.分析表明:预应力张拉产生应力软化效应引起结构总刚度降低,结构的频率降低;另一方面,体外束预应力使得混凝土处于复杂应力状态,通过弹性模量修正,自振频率会随着预应力束张拉力的增大而增大,可与试验结果吻合;振动频率随波折角度的增大表现为先增大后减小,然后会出现小幅度增长;振动频率随着水平板宽的增加表现为先增大后减小;竖向振动频率、纵向振动以及扭转频率均随着腹板厚度的增加而增大,横向振动频率随着腹板厚度的增加而减小;增加横隔板数量能明显提高箱梁的扭转振动频率,但扭转频率的增长速率随着横隔板数量的增加逐渐降低.     

薄壁箱梁的弯曲纵向位移函数与剪力流

以薄壁箱梁的弯曲理论为基础,从分析微板剪力流出发,结合弹性理论中求解平面应力问题的假设,推导考虑薄壁箱梁各板面内剪切效应时的弯曲纵向位移函数,同时从理论上导出剪力滞翘曲位移函数。运用能量变分原理及铁木辛柯深梁理论的假设简化并求解考虑各板面内剪切效应的纵向位移函数,并给出数值算例。研究结果表明:按本文推导的考虑各板面内剪切效应的位移函数计算的简支梁跨中截面正应力与实测值及有限元值吻合良好,剪应力与挠度较以往方式求解的结果更为准确,且箱梁挠度及腹板剪应力计算值相对于初等梁的结果均有明显增加,最大增量达到21%。     

弹性支撑输电线自振频率分析

考虑弹性支撑边界条件的影响,通过理论分析、数值模拟和实验对比,研究输电线面内和面外振动自振频率,建立其弹性支撑动力学公式.结果发现:端部约束刚度对输电线自振频率有一定影响,当端部的弹性刚度很大时,二者分析结果相近,而当端部弹性刚度很小时,二者分析结果相差甚远;面内振动时刚度较大,传统计算理论与弹性支撑理论结果相近,面外振动时一定跨度条件下两种理论结果有差异;随着输电线跨度的减小,支撑的弹性影响增大.     

大型雷达结构自振频率分析

大型雷达的自振频率是一个关系跟踪性能的重要指标。自振频率的分析计算,国内外已有有关文献作了介绍。一般用结构矩阵分析理论将连续弹性体系作为多自由度的体系,根据保守系统的拉格朗日方程,建立结构刚度矩阵和质量矩阵,求解广义特征值问题。本文在现有文献的基础上,进一步做了: 1.论证了多自由度体系在各阶自由转子或锁定转子自振频率处结构响应有谐振峰或反谐振峰。2.对传动减速器内各级齿轮传动链,考虑每个齿轮三个自由度,且在轮齿弹性啮合情况下建立了全耦合的刚度矩阵。3.对大型天线座支承在沿周边等距离设置的油压支承上的转盘弹性封闭圆环组合结构进行了分析,简化为周边支承在文克尔地基上的弹性圆环饺接加强板,获得了便于应用的级数解。最后,文本将两个雷达分析的结果和实测值进行了对比。     

混凝土薄壁连续箱梁剪力滞效应试验研究

对大比例长悬臂梯形截面混凝土薄壁连续箱梁在弹性范围内的剪力滞效应进行试验研究与分析,并研究在各级荷载作用下,中间支座和跨中截面荷载一挠度曲线以及翼缘混凝土应变分布规律等。考虑翼缘弯曲正应力沿宽度方向和厚度方向的不均匀性,给出翼缘等效宽度计算系数公式;根据试验结果,得到连续箱梁中间支座和跨中截面翼缘等效宽度计算系数,并和现行JTGD62-2004规范中翼缘等效宽度计算系数计算结果进行比较。研究结果表明：混凝土薄壁连续箱梁无论在中间支座处,还是在跨中截面均存在正剪力滞现象：规范连续箱梁翼缘等效计算系数公式偏于安全。     

薄壁箱梁的约束扭转分析

采用文「１」建立的三维退化梁单元并结合三维退化板单元,分析了薄壁矩形箱染的约束扭转问题。文中的计算方法结果表明：该方法引入的几何假设少,力学概念清晰,计算省时省力,精度可靠。     

薄壁箱梁的剪力滞分析

目前在国内外城市建设中为了满足交通运输发展的需要,建造了大量的薄壁箱形截面梁,这些桥梁的宽跨比较大,宽高比突出,剪力滞现象严重。本文以8m宽悬臂箱型梁为例,分析悬臂箱梁跨中截面的“负剪力滞现象”及其影响程度。     

多室薄壁箱梁腹板弯曲剪力流计算及截面参数分析

基于薄壁杆件结构理论,推导出多室薄壁箱梁腹板弯曲剪力流的计算公式,将其应用于钢箱梁剪力流的计算,并与有限元分析结果及已有文献中的计算结果相比较,同时分析了有无悬臂板、悬臂板厚度、梁高、腹板厚度、底板厚度和箱室宽度对腹板剪力流分配的影响。结果表明,所推导的公式具有较高的精度;腹板厚度、悬臂板厚度及箱室宽度为多室薄壁箱梁腹板剪力流分配比的主要敏感参数,梁高与底板厚度为次要敏感参数;在桥梁结构受力分析中,为简化计算而不考虑悬臂板,会降低边腹板的荷载分配比,导致横隔梁的设计安全系数下降。     

桩基桥墩自振频率计算方法的分析

对桩基桥墩的自振频率的几种计算方法进行了对比分析 ,指出了各自的优缺点以及有待需要进一步深入研究的问题 ,并提出了基于可靠度的桥墩结构生命全过程的自振频率和目标自振频率概念。     

闸门水下自振频率的分析与计算

本文根据闸门在水体中振动的特性,对闸门振动时所受的随动水体的附加质量力和粘性阻尼力进行了分析.由于闸门动力特性与闸门本身的结构特性,支座方式,起吊机构的特性,在闸门槽中的紧固程度及闸门面板的水平倾角等有关,在计算闸门水上,水下的自振频率时,视县体情况分别将门体简化成刚性体或平面(空间)弹性刚架.根据上述原理、编制了相应程序.实例计算表明,附加质量力对水下闸门的自振频率有明显的影响.     

桩基桥墩自振频率计算方法的分析

对桩基桥墩的自振频率的几种计算方法进行了对比分析。指出了各自的优缺点以及有待需要进一步深入研究的问题，并提出了基于可靠度的桥墩结构生命全过程的自振频率和目标自振频率概念。     

薄壁箱梁的剪力滞后有限元分析

在城市化快速发展中为了满足交通运输发展的需要,建造了大量的薄壁箱形截面梁,这些桥梁的宽跨比较大,宽高比突出,剪力滞后现象严重。忽略剪力滞后效应的影响,就会低估箱梁腹板和翼板交接处的挠度和应力,从而导致不安全。以8 m宽、30 m单跨箱型梁桥为例,分析简支箱梁跨中截面的"负剪力滞后现象"及其影响程度。得出在恒载作用下顶板顶面较底板底面"剪力滞后"现象更为突出且剪应力在桥梁横向呈不规则曲线变化的结论。     

平板闸门自振频率计算

在当前大好形势下,我们兰州大学数力系力学专业七三级第三毕业实践小组遵照毛主席“教育要革命”的伟大教导,以阶级斗争为纲,狠批修正主义教育路线,走出校门投身到三大革命斗争的第一线,我们选取了生产实践中急需解决的问题——我国最大水库龙羊峡的水工钢闸门固有频率及振型的计算为毕业实践题目。