三塔斜拉桥动力特性影响参数分析

桥梁动力荷载响应与自身动力特性密切相关,非常规斜拉桥的特殊动力特性是决定结构响应的内在原因,进行了三塔斜拉桥结构动力特性影响参数分析。计算结果表明:中等跨度三塔斜拉桥1整体扭转刚度大,扭弯频率比高,有利于提高结构的抗风能力;2该斜拉桥的振型及其频率对加劲梁弹性模量不敏感;3增大斜拉索截面不利于提高三塔斜拉桥结构的整体抗扭刚度;4横向抗风支座对索塔振型影响不大,解除横向抗风支座会大幅降低低阶振型频率,致使桥梁侧弯振型频率较低;5边跨辅助墩可以大大提高结构体系的整体刚度。     

大跨度异形拱桥动力特性分析

桥梁的动力特性包括自振频率、振型和阻尼比,它是评估桥梁整体性能的重要参数。该文通过有限元分析软件Midas对某大跨度异形人行拱桥动力特性进行分析,得到它的频率和振型,并结合现场模态试验验证了模型的可靠性。同时分析了拱桥的自振频率影响因素,发现拱肋的弹性模量和重度对拱桥的自振频率影响最大,吊杆的弹性模量和重度对它的自振频率影响最小。     

双拱塔斜拉桥动力特性参数分析

为研究双拱塔斜拉桥结构参数对桥梁动力特性的影响,以武汉科技三路桥为工程背景,基于Midas/Civil平台建立主桥空间有限元模型,采用多重Ritz向量法进行动力特性计算,分析了有无横撑、有无纵向拉索、结构自重、结构刚度、矢跨比等参数变化对该桥动力特性的影响。结果表明,该桥主要振型依次为拱塔扭转、主梁竖弯、主梁横弯振型。横撑对拱塔扭转振型频率影响较大;纵向拉索对各阶振型无影响;主梁自重对主梁竖弯、横弯振型频率影响显著,拱塔自重对拱塔扭转频率影响显著;拉索自重对各阶振型频率影响较小;结构刚度对各阶振型影响与结构自重影响相同;矢跨比对拱塔扭转振型频率影响较大。     

高墩大跨度连续刚构桥空间动力特性分析

连续刚构桥动力特性是桥梁结构动力分析的前提和基础。以一高墩大跨度连续刚构桥为研究对象,运用有限元软件ANSYS建立其有限元模型,分析其结构参数对动力特性的影响。分析表明：1）主梁刚度增大,各阶振型频率也随之增大,且侧弯和竖弯振型的频率变化较为明显,对纵飘振型影响较小;2）桥墩刚度的变化对侧弯和纵飘频率影响较大,而对竖弯频率影响相对较小;3）纵向约束弹簧刚度对竖向和横向各阶频率无任何影响,但是可以显著增加纵向频率。     

斜拉-连续协作体系桥梁的静动力特性研究

主跨采用斜拉桥体系,边跨采用连续结构的斜拉-连续协作体系桥梁近年来在中国得以推广应用。该文以某实际工程为依托,采用Midas/Civil软件建立结构有限元模型,对该桥进行静力、动力特性分析,得到该体系桥梁的内力、变形、自振频率及振型结果。研究结果表明:斜拉-连续协作体系桥梁是一种介于柔性与刚性之间的桥梁,其弯矩分布类似连续刚构桥,跨中正弯矩仅为支点负弯矩的9%,主跨变形类似斜拉桥,主梁面内稳定性超出斜拉桥最小安全度49.2%。该桥1阶振型周期仅为等跨径斜拉桥的55%,其自振振型存在相邻频率接近,模态较为密集的特点。     

茅草街大桥动力特性有限元模拟与分析

桥梁结构的动力特性(固有频率、振型)是结构动力分析、抗震分析的重要参数，是进行谐响应分析、谱分析和瞬态动力学分析的基础。采用ANSYS有限元软件对茅草街钢管混凝土拱桥的振动频率及振型进行了分析，并讨论了主要结构参数对其动力特性的影响，为本桥的动力设计提供参考。     

江西九江长江公路斜拉桥动力特性分析

以江西九江长江公路斜拉桥为工程背景,采用大型有限元分析软件ANSYS,建立了该桥的空间结构有限元模型,并对其进行了动力特性分析,得到该桥的自振频率和振型。分析结果表明该大跨度半漂浮体系斜拉桥具有自振频率较低、基本周期较长、模态较密集、振型相互耦合等特点,为进一步进行抗风动力稳定性和抗震性能研究提供了基础。     

抗风缆对大跨悬索桥动力特性的影响

为了研究抗风缆在大跨悬索桥抗风措施中的应用,基于ANSYS软件建立了新疆赛吾迭格尔桥的有限元模型,研究了改变抗风缆拉杆与水平方向夹角、抗风缆拉杆长度、抗风缆张力的不同形式抗风缆对桥梁动力特性的影响及抗风缆与其他措施的联合应用。通过研究分析表明,抗风缆的应用使结构刚度有所增加,相应的各阶振型频率增加;因所选择抗风缆形式的不同,各类振型受影响的程度不同,其中1阶反对称竖弯的频率增加最为明显;抗风缆角度对于桥梁竖弯振型影响明显;拉杆长度对于桥梁动力特性影响不显著,抗风缆的张力对扭转振型控制明显;缆内张力越大,对侧弯、竖弯和扭转频率的影响也越大。     

基于振动分析的混凝土刚架拱桥典型病害研究

针对刚架拱桥出现的病害,建立典型混凝土刚架拱桥空间结构有限元模型,分析其动力特性和结构损伤之间的关系,重点研究横向联系体系对动力特性的影响。进行基于环境激励的刚架拱桥模态试验和振动响应测试,并与有限元分析结果进行了比较。分析结果表明,刚架拱桥桥面1阶扭转振型的自振频率对横向联系体系的约束作用非常敏感,可作为反映刚架拱桥结构损伤的特征参数。     

3塔悬索桥动力特征参数分析

基于Abaqus平台建立了泰州3塔悬索桥三维有限元计算模型,采用Lanczos特征值求解方法分析了该桥的动力特征,研究了加劲梁竖向、横向和扭转刚度以及塔梁间设置弹性约束对大跨度3塔悬索桥动力特性的影响。研究结果表明,加劲梁竖向刚度、横向刚度、扭转刚度的变化均对相应方向上的振动频率有影响,对其他方向上振动频率影响甚小;中塔梁间的弹性拉索刚度仅影响竖向振动频率,当其刚度超过设计刚度后影响甚小;不设置弹性约束时,结构会出现纵飘振型;塔梁间的弹性约束对动力特性的影响大于缆梁间中央扣对动力特性的影响。     

三跨无背索斜拉桥的动力特性分析

湖南路大桥主桥为一座斜塔无背索斜拉桥,跨径组合为30 m+92 m+30 m,全长152 m。建立该桥空间有限元动力分析模型,重点研究该桥的自振频率和振型特征。通过与一座同类型方案桥的对比,总结出该桥动力特性及结构体系的主要特点,为后续同类桥梁的设计和相关研究提供借鉴。     

结构固有振动特性设计的最优动力学修改原理

本文以线性广义特征值问题的矩阵摄动法为理论工具,分析了一般振动结构的固有振频和固有振型对结构质量和刚度(包括内部连接刚度和边界约束刚度)修改的灵敏度特性,得到了一系列有实用价值的结论,其中指出了对结构进行摄动修改的最灵敏位置。这些分析结果实际上表明了结构固有振动特性设计的最优动力学修改原理,据此可使大型、复杂结构动态特性灵敏度分析的计算量大大减少,也可使灵敏度分析结果的可靠性和完整性得以改善。它对于有效地进行结构的动态特性优化设计及振动控制等具有重要意义。     

The dynamic study of locomotives under saturated adhesion

In order to study the dynamic behaviours of locomotives under saturated adhesion, the stability and characteristics of stick–slip vibration are analysed using the concepts of mean and dynamic slip rates. The longitudinal vibration phenomenon of the wheelset when stick–slip occurs is put forward and its formation mechanism is made clear innovatively. The stick–slip vibration is a dynamic process between the stick and the slip states. The decreasing of mean and dynamic slip rates is conducive to its stability, which depends on the W/R adhesion damping. The torsion vibration of the driving system and the longitudinal vibration of the wheelset are coupled through the longitudinal tangential force when the wheelset alternates between the stick and the slip states. The longitudinal oscillation frequencies of the wheelset are integral multiples of the natural frequency of torsion vibration of the driving system. A train dynamic model integrated with an electromechanical and a control system is established to simulate the stick–slip vibration phenomenon under saturated adhesion to verify the theoretical analysis. The results show that increases of the longitudinal axle guidance stiffness and the motor suspension stiffness are beneficial to the stick–slip vibration stability and the locomotive's traction ability. The optimised matching of the longitudinal axle guidance stiffness and the motor suspension stiffness are helpful to avoid longitudinal resonance when the stick–slip vibration occurs.     

宽幅下承式空间多索面异型系杆拱桥设计关键技术

以外秦淮河大桥为工程背景,采用Midas Civil对该异型拱桥进行仿真模拟,首先探讨了不同主梁刚度、拱肋刚度两个参数条件下的拱桥结构受力性能影响规律;其次考虑异型拱桥结构最不利情况,进行了强度、刚度验算分析;另外计算了桥梁结构前五阶振型及自振频率,分析了其动力特性;最后针对拱肋可能会发生的失稳情况,进行了拱肋稳定性设计分析。结果表明：主梁与拱肋的变形、应力均满足设计要求;在10%~20%范围内改变主梁、拱肋结构刚度对结构受力影响较小,外秦淮河大桥作为城市交通景观桥梁,主梁与拱肋构造设计仍有一定的优化空间;桥梁前5阶的自振频率在0.49~1.25 Hz之间,动力性能较好,为抗震设计提供了参考;该异型拱桥结构具有较好的稳定性能。     

独斜塔斜拉桥抗震的功率谱法与反应谱法分析

以厦门马新特大桥主桥为工程背景,建立塔、梁、墩固结体系独塔混合梁斜拉桥的三维空间有限元模型,对其结构动力特性和地震响应进行了计算分析。采用反应谱法和随机振动的功率谱法分别计算了E1地震作用下,结构的位移响应和内力响应,考虑了顺桥向＋竖向和横桥向＋竖向两种工况。分析表明,两种分析方法的计算结果基本一致,功率谱的计算结果较反应谱的略大。     

汽车动力传动系扭振的固有特性和结构修改控制措施分析

本文首先建立了一种FR式汽车动力传动系扭振的多自由度分析模型,据此对其扭振固有特性进行了较详细的计算分析。然后对适用于动力传动系扭振噪声控制的各种可能的结构修改(即扭转刚度、转动惯量和扭振阻尼)措施分别进行了模拟计算分析。这些分析结果对于FR式汽车具有典型意义。     

双模式TBM刀具破岩试验台有限元仿真分析

为获得双模式TBM刀具破岩试验台的振动特性，并以此对试验台的结构进行优化，采用ANSYS Workbench仿真软件，通过对预应力下的模态分析完成对试验台在工作状态下的数值模拟分析，得到试验台前8阶固有频率和振型，以体现其结构特性；然后使用模态叠加法对试验台进行谐响应分析，得到位移-频率响应图和应力-频率响应图。研究结果表明： 试验台的最大响应频率为145.47 Hz，能够验证试验台结构的抗振性能，并为试验台的下一步结构优化提供依据。     

基于分布式光纤的混凝土路面振动场感知与解析

感知并解析路面振动可为智能车路系统提供健康诊断、定位循迹、风险预警等多功能服务，有效驱动路面智能化。通过优化分布式光纤器件设计与阵列布设，研发了水泥混凝土路面振动分布式感知系统；利用短时能量分析、功率谱分析等构建了振动时间-空间特征、频域-空间特征的场式表达方法；基于短时能量时空场、功率谱频空场，提出了水泥混凝土路面振动时空响应特征、全局频域特征的变维度解析方法；并于同济大学足尺试验场进行实测验证。结果表明：①荷载位置显著影响短时能量时空场，短时能量峰值坐标能灵敏地反映荷载位置变化，且相比线形光缆，由光纤环阵列组成的感知系统具有更高的空间分辨率(0.35 m)；②相同荷载激振下，振动分布式感知系统与商用高精度加速度计测试结果相近(频峰识别误差小于1 Hz，空间振型置信度大于0.9)，且在多点重复测试下具有较高稳定性；③面板模量显著影响功率谱频空场，模量越大前4阶频率越大，且增幅随阶次增高而愈发显著，该实测现象与理论分析吻合，且在6块板内测得相同趋势。该振动分布式感知系统能够准确、稳定地感知路面振动场时间、空间、频域信息；振动场变维度解析方法能够有效、可靠地解析时空响应特征、全局频域特征。