立筒单仓模型动力测试与参数识别研究

以某粮库立筒仓结构单仓模型为研究对象,进行了环境激励测试方案和模态参数识别研究。结合单仓自身的结构特点,提出了切实可行的测点布置方案和分批测试方案。通过对测试数据进行预处理分析,消除了原始信号的趋势项,保留了所感兴趣的频率信号。利用时域模态参数识别方法识别得到了单仓有效的频率、阻尼比和振型,并与传统峰值拾取法识别结果进行了对比分析,实现了互补和验证。单仓研究结果可用于指导在役立筒仓结构的环境激励测试和模态参数识别研究。     

基于时序分析法的城市桥梁模态参数识别与软件开发研究

当前,城市桥梁交通繁忙,在复杂恶劣的环境作用下桥梁结构极易出现损伤。因而,准确鉴定桥梁的结构安全状况,是建筑安全检测机构的重要课题。基于环境激励的模型时序分析法(ARMA)由于操作简便成为近年来的研究热点,该方法能够有效地从环境激励的结构响应中获取模态参数。本文将ARMA法应用到城市桥梁的模态参数识别中,并采用Matlab商用数学软件开发了基于ARMA法的工程结构模态分析软件(MAES)。文中采用简支梁桥有限元仿真模拟、城市人行天桥工程实例两案例分别计算理论模态频率值与基于ARMA法的实测模态频率值进行对比研究。研究表明,ARMA法能够准确地识别城市桥梁模态参数,本文基于Matlab软件开发的模态分析软件(MAES)具有较高的实用价值。     

大跨度混凝土斜拉桥模态试验技术研究

随着大跨度斜拉桥建设的迅速发展,试验模态分析对于验证设计、建立结构动力学模型以及桥梁安全运行的状态评估具有重要意义。斜拉桥是由索、梁和塔三种受力特点完全不同的构件组成的组合体系,尤其是混凝土斜拉桥由于恒载内力较钢斜拉桥大很多,且振动信号衰减更明显,其模态试验比其它桥型更加困难。本文通过研究混凝土斜拉桥的模态参数特点,发展了一种包含两种方式基于环境激励的桥梁模态试验方法(UINO法),提出了利用互功率谱法进行模态参数识别的分析技术,并以此为基础开发了桥梁模态试验专用软件系统QL-SYMT。通过多座大跨度混凝土斜拉桥的模态试验证明,该系统不仅能有效识别出桥梁的模态参数而且方便易行。     

识别结构缺陷和模态参数的工程与环境物探方法

介绍了识别结构缺陷和结构模态参数的工程与环境物探方法,使用地质雷达对高速公路路面结构的质量进行现场检测,获得了满意的结果。利用地表常时微动和正常风荷载组合作为高层建筑的随机环境激励,对高层建筑的低阶模态参数识别明显。其它研究资料表明,环境激励用于桥梁结构的模态识别也十分成功。     

桥梁结构模态参数识别的环境激励法

从峰值法和时域识别的随机子空间法对桥梁结构模态参数识别的环境激励法进行了分析,并通过实例分别采用有限元法,典型波形识别法,PP法和SSI法进行讨论,从而确保系统识别结果的正确性。     

延拓小波变换识别的桥梁模态参数研究

振动系统模态识别是当今桥梁结构动力特性研究的热点之一。从复模态理论的一般阻尼系统的模态参数分析入手,利用径向神经网络插值技术,对含有噪声的振动信号进行信号预测延拓降噪处理,借助连续的Morlet小波变换,识别出了振动结构系统的模态。以重庆大佛寺长江大桥为研究背景,使用模态叠加法和Morlet小波分析识别结构,二者吻合程度较高。研究结果表明,基于径向神经网络的延拓预测的信号降噪效果好;Morlet小波变换识别模态参数精度满足工程要求。     

环境激励下基于数据预处理理论的随机子空间识别研究

为实现环境激励下随机子空间识别在桥梁结构模态分析中的简易应用,首先,利用预处理理论对原始振动信号进行处理,减少噪声的影响,还原实际状况下最真实的数据;其次,利用数据驱动–随机子空间方法(Data-SSI)对预处理的数据进行模态识别,得到有明显跳跃点的奇异值结果图,便于清晰地确定系统阶次,且得到的模态参数具有可靠性。     

环境激励下结构模态参数的识别方法

传统的模态参数识别方法同时需要已知激励和响应信号,但对实际建筑结构,激励施加存在困难。探讨了基于环境激励下的模态参数识别方法,提出采用随机减量法和ITD（Ibrahim Time Domain）法相结合来识别实际结构的模态参数。数值仿真算例识别结果表明,该方法不仅能准确的识别出结构的模态频率和阻尼比,也能准确的提取结构的模态振型,适合于环境激励下的结构工作模态参数识别。     

桥梁风洞试验模态参数识别的随机子空间方法

模态参数识别是桥梁风洞试验中的一项重要内容,发展了基于参考点、无需输出协方差估计的识别振动系统模态参数的随机子空间方法,其识别精度和可靠性通过数值算例验证。对状态空间理论中的稳定图作了全面的阐释。根据苏通大桥和苏拉马都大桥主梁三自由度节段模型风洞试验采集到的位移信号,采用随机子空间方法识别了侧弯、竖弯和扭转模态频率和阻尼比,并且与随机搜索方法识别结果进行对比。分析结果表明,随机子空间方法和随机搜索方法识别结果非常吻合,本文发展的随机子空间方法是识别风洞试验桥梁模态参数的一种有效和实用方法。     

苏通长江公路大桥最大单悬臂施工状态结构模态参数识别

将HHT法与随机减量技术相结合,利用现场实测的位移时程信号,对苏通长江公路大桥主梁最大单悬臂施工状态结构模态参数进行了识别.所识别出的频率与有限元分析的结果相近,识别出的模态阻尼比与<公路桥梁抗风设计规范>给定值差别较大.表明运用本文所提出的方法进行结构模态参数识别是有效的,规范所给阻尼比值具有很大离散性.针对不同特大桥梁有必要进行相应模态阻尼比实测,以便满足施工和设计的需要.     

预应力混凝土系杆拱桥的振动特性

以相似理论为基础分析了兰州新城黄河大桥系杆拱结构与模型桥自振频率和振型的相似关系.对新城黄河大桥系杆拱结构进行了模型动力试验,并对模型实验结果与理论计算结果及实测结果进行了对比.研究了该桥的自振特性.得出了该桥竖平面内一阶自振频率接近汽车的竖向振动频率,从而汽车过桥时容易引起该桥共振的结论.通过计算狄克曼指标解释了汽车过桥时桥上行人震感明显的现象.分析了该桥的加固效果,为预应力混凝土系杆拱桥的加固设计提供了理论依据.     

吴淞江大桥车辆激励对人非桥行人舒适性的影响研究

吴淞江大桥的附属人非桥通过悬吊杆悬挂在主线车行桥下,车辆通过所引起的振动效应会造成人非桥的振动,从而可能会影响行人舒适性。建立全桥的三维空间有限元模型对结构的动力特性进行分析,采用分离迭代法编制车—桥耦合振动空间分析程序,考虑设计车辆、随机车流以及不同车速和路面粗糙度,求解吴淞江大桥在车辆激励下的振动响应,以车致振动下结构所产生的最大加速度来评估人非桥的行人舒适性。通过分析得出,吴淞江大桥在车辆激励下,人非桥的行人舒适性满足要求,且舒适度等级较高。     

东营黄河大桥钢便桥施工技术

对东营黄河公路大桥钢便桥搭设方案设计及相关计算进行了具体介绍,着重阐述了钢便桥施工技术,并根据汛期施工情况提出黄河下游地区设置钢便桥时应充分考虑洪水冲刷影响,适当加大桩基入土深度和桥梁净空,以防止洪水冲毁便桥。     

低高度混凝土单箱单室宽箱梁剪力滞效应研究

为明确宽跨比、宽高比均较大的低高度混凝土单箱单室连续梁桥在施工和成桥阶段主要荷栽作用下的剪力滞效应分布特点,通过空间实体模型与平面杆系模型相结合的有限元法对山东济南黄河三桥引桥预应力混凝土单箱单室宽箱梁的空间应力响应进行了研究。研究表明：施工和成桥运营阶段,边跨和中跨跨中断面的剪力滞效应均较小,而中支点断面的剪力滞效应十分显著,且在预应力张拉前后分别呈现明显的正、负剪力滞效应。计算结果还表明,剪力滞效应对该连续梁桥的结构内力影响并不明显,空间实体与平面杆系有限元分析存在的差别主要是由于顶底板刚度所占比例较大而带来的全断面内的应力重分布所导致的。研究成果可为今后类似工程的设计、施工及长期监测研究提供参考。     

复杂边界条件下基于频率法的吊杆张力测定研究

考虑吊杆两端弹性支承及拱肋、系杆梁里设置的减振垫减振作用和拱肋、系杆梁附加质量等的影响,基于Euler-Bernoulli梁理论建立了复杂边界条件下吊杆张力与其横向振动频率之间关系的隐式解析表达式,给出表达式中各参数的确定方法,分析边界参数的灵敏度,以京港澳高速公路郑州黄河二桥为实例对计算公式进行验证。计算结果表明:该表达式比较全面地考虑了吊杆实际边界条件,无论对于短吊杆还是长吊杆,计算结果都比较准确;当不考虑拱肋或系杆梁对吊杆的转动约束时,对于短吊杆来说,其边界条件更类似于固接;对于刚性系杆梁刚性拱类型的中、下承式拱桥,吊杆边界约束条件更接近于固接。     

不同桥墩形式对连续刚构桥地震反应的影响

以内蒙古沿黄一级公路某座在建桥梁为工程背景,借助通用大型结构分析程序MIDAS/Civil建立该桥动力分析模型,采用动态时程理论对其进行了地震反应分析。在此基础上研究了该桥的动力特性,并探讨了同类桥梁不同桥墩型式在相同地震波组合情况下桥墩墩顶位移、墩底轴力变化规律。结果表明,双肢薄壁空心墩地震响应比双肢薄壁实心墩小,更适合作为大跨度连续刚构桥墩。     

钢管混凝土拱桥动力特性的有限元分析

桥梁结构的动力特性是结构动力分析、抗震分析的重要参数,采用通用有限元软件ANSYS对朝阳市东大桥钢管混凝土拱桥的动力特性进行了分析,得到了其振型和频率,并对大桥的动力性能做了评价,有助于今后建立大桥的档案和健康诊断评估。     

Numerical analysis of vehicle-bridge coupling vibration concerning nonlinear stress-dependent damping

Damping is known to have a considerable influence on the dynamic behavior of bridges. The fixed damping ratios recommended in design codes do not necessarily represent the complicated damping characteristics of bridge structures. This study investigated the application of stress-dependent damping associated with vehicle-bridge coupling vibration and based on that investigation proposed the stress-dependent damping ratio. The results of the investigation show that the stress-dependent damping ratio is significantly different from the constant damping ratio (5%) defined in the standard specification. When vehicles travel at speeds of 30, 60, and 90, the damping ratios of the bridge model are 3.656%, 3.658%, and 3.671%, respectively. The peak accelerations using the regular damping ratio are 18.9%, 21.3%, and 14.5% of the stress-dependent damping ratio, respectively. When the vehicle load on the bridge is doubled, the peak acceleration of the mid-span node increases by 5.4 times, and the stress-related damping ratio increases by 2.1%. A corrugated steel-web bridge is being used as a case study, and the vibration response of the bridge is compared with the measured results. The acceleration response of the bridge which was calculated using the stress-dependent damping ratio is significantly closer to the measured acceleration response than that using the regular damping ratio.     

悬臂拼装多跨连续梁桥计算参数的选取研究

以孙口黄河公路大桥为研究对象,通过对主桥上部构造进行分析,对多跨连续梁桥的混凝土收缩徐变、非线性温度变化等计算参数的选取进行了研究,以确保连续梁桥设计满足规范要求。     

人行天桥动力特性参数时变性分析及其TMD减振控制

人行天桥动力特性是影响桥上行人舒适度的主要因素。针对随机人群行走对人行天桥模态阻尼比和模态频率的影响,考虑人-人相互作用的行人步态主被动调整策略,基于考虑行人同步率的随机人群集中模型,推导了随机人群-人行天桥-TMD系统的耦合动力方程,分析了人行天桥动力特性参数时变规律,提出了基于人行天桥动力特性参数时变的TMD减振设计方法。结果表明：考虑人-人相互作用时,在随机人群行走下,人行天桥一阶瞬时阻尼比随人群密度的增大而大幅提高,提高的幅度与人行天桥基频和模态质量呈正相关;在随机人群行走下,人行天桥一阶瞬时频率随人群密度的增大而不断下降,降低的幅度与人行天桥基频呈负相关。基于人行天桥动力特性参数时变的减振设计方法能有效地减小单人定频行走、单人随机行走和随机人群行走下结构的竖向振动响应,其中0.6人/ m2随机人群行走工况下,人行桥竖向振动加速度减振率达到72%。