拱桁组合体系桥车桥振动分析的模态法

首先计算出拱桁组合体系桥梁的自振特性,以桥梁自由振动的模态和正则坐标作为桥跨结构振动的位移函数,将列车—桥梁作为一个系统,计算出在正则坐标下的桥梁结构及车辆的总势能。基于弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的“对号入座”法则,建立并求解了车桥时变系统在正则坐标下的空间振动方程（一个方程组,而不是车桥各自独立的两个方程组）。有效地减少了车桥振动的自由度和计算机时。计算了某拱桁组合体系桥车桥系统的振动响应。并用该方法计算了41号桥下弦节点的全振幅。计算值与实测值接近,证明该方法是可靠的。     

内陆干旱地区钢桥长效防腐蚀设计、施工及使用寿命

0大桥概况及腐蚀环境 钢桥具有跨径大、承载能力强、施工工期短的特点，正被世界各国广泛采用。我国新建的果子沟钢桥桥梁全长700m，为双塔双索面钢桁梁斜拉式。钢桁梁为“N”形，2片主桁中心间距为26m，高6m，节间长度6m，系焊接整体节点结构式。主桁上下弦杆采用箱形截面。     

车桥系统耦合振动分析的数值解法

将整个车桥系统划分为车辆与桥梁两个子系统，采用分离的车辆和桥梁运动方程，提出了车桥系统耦合振动分析的数值解法，该法以车轮与桥面钢轨之间位移协调作为收敛条件，在每一时间步长内运用了Newmark-β积分格式。并运用所编制的程序对京沪高速铁路南京越江桥三塔PC箱钢桁叠合主梁斜拉桥方案的车桥动力响应进行了分析，计算结果表明了本文方法的可靠性与有效性。     

城市轨道交通“公轨合一”型高架桥车桥耦合振动分析

对某"公轨合一"型高架桥进行了汽车-列车-桥梁耦合振动分析。利用薄板单元和梁单元建立了桥梁的有限元模型,推导了17自由度可以考虑列车车体空间效应的整车垂向模型,引入轨道不平顺因素,轮轨关系假定为密贴,列车-桥梁耦合系统采用分离迭代法求解,利用ANSYS平台和自主编制的FORTRAN计算程序实现,汽车荷载采用移动常力模型,分析了不同工况下车桥子系统之间的影响,同时还讨论了轨道不平顺因素对该车桥耦合系统的影响。结果表明:该文所研究桥梁模型的上部公路部分和下部轨道部分各自通行车辆荷载时相互之间的影响很小,作者认为在做该桥梁的强度设计时,可以忽略上下部分的耦合影响;同时,对于该文模型,当列车车速为低速时(60 km/h),轨道不平顺因素对于桥梁跨中位移的影响很小,因而在做桥梁强度设计时,列车荷载可按轴荷取值而忽略轨道不平顺带来的动态效应。该结论可供同类桥梁设计时作为参考。     

基于重叠网格的三维车桥系统气动特性研究

该文基于重叠网格方法,建立了移动列车的数值模型,研究了横风作用下三维车桥系统的绕流气动特性。通过与相关试验和文献对比,验证了重叠网格方法可以较好地模拟列车的运动;然后对横风作用下车桥系统的绕流流场进行分析,讨论了考虑列车运动后车桥气动力的变化。研究结果表明:由于列车风与横风的叠加以及车桥之间的气动干扰,使车桥系统横风绕流流场发生明显的改变;列车运动对前方空气的压缩作用使头车所受气动力最大,同时桥梁气动力也会发生突变。     

地震空间变异性对车桥系统响应的影响分析

该文研究地震空间变异性对车桥动力相互作用的影响.依据场地特征,采用基于谱理论的无条件模拟方法产生非平稳的多点地震加速度时程;使用临界阻尼振子形式的高通滤波器对其修正,进而得到满足一致化要求的地震记录.影响空间变异性的因素均能够在该地震记录中得到充分反映.推导了绝对坐标系下考虑地震作用的车桥系统运动控制方程;其中,地震激励以位移时程形式作用到桥梁结构上.最后,选取8 节车辆编组的高速列车通过3 垮钢桁拱桥作为研究对象,分别进行了在地震动行波激励以及完全空间变异性激励作用下的动力响应分析;并将结果进行了对比.数值分析结果表明:车桥耦合动力分析中输入地震动需要考虑完全空间变异性的影响,这才能保证所有分析车速范围内车辆响应结果偏于安全.     

高速铁路中桥梁跨径布置与共振关系的探讨

高速列车通过桥梁时将会产生列车与桥梁相互耦合的振动。多跨简支梁形式的桥梁在高速铁路线中占相当大的比重。本文应用车桥耦合振动理论，通过大量的计算机仿真计算，讨论和分析了跨径布置和共振的相互关系。     

大跨度斜拉桥空间振动计算分析

本文提出了一种分析列车、大跨度钢桁梁斜拉桥系统空间振动的方法.文中采用21个自由度的列车空间振动模型,对斜拉桥桁架、桥塔、拉索分别采用桁段有限单元、空间梁元、空间杆元来模拟,计算了列车以不同车速通过大跨度斜拉桥的空间振动响应,所得结果可供设计参考.     

大跨度钢斜拉桥列车走行性研究

从列车走行性要求出发，运用桥梁结构动力与车辆动力力学的研究方法，将车桥作为联合动力体系，以京沪高速铁路南京越江方案１６０＋１８０＋８００＋１８０＋１６０米钢斜拉桥为研究对象，进行了高速列车过桥时的车桥空间振动分析，对高速列车通过大跨芳钢斜拉桥的列车走行性进行了探讨。     

列车通过小半径反向曲线桥梁的动力相互作用分析

以新建的某铁路货运专线上的反向曲线上的小半径曲线桥梁为例,考虑列车曲线通过的特点及轮轨非线性相互作用,建立空间的列车和曲线桥梁的振动方程,运用模态叠加法求解振动方程。通过车桥耦合振动专用分析程序VBC2.0的数值分析,得出列车通过该反向曲线上小半径曲线梁桥的一些振动规律,并给出我国货运列车通过该桥梁的合理行车速度及其他建议。     

中小跨径梁桥地震易损性研究

为对桥梁系统地震易损性进行准确评估,结合Copula函数技术,提出基于串-并联组合体系的桥梁系统易损性分析方法。桥墩是桥梁抗震中的控制构件且较难修复,采用串联体系将多个桥墩进行组合,对于修复难度较低的桥台及支座构件,采用并联体系进行模拟。在此基础上,将桥墩、桥台及支座三类构件体系进行串联,构成桥梁系统的串-并联组合体系。以三跨连续箱梁桥为例,阐明了基于串-并联体系的桥梁系统易损性分析方法,并将分析结果与基于串联体系的桥梁系统易损性进行对比。结果表明:对于中小跨径的连续梁桥,基于单一串联体系会明显高估桥梁系统的易损性,相对于串-并联体系,在轻微、中等、严重及完全四种破坏状态下,其中位值偏差在纵桥向分别为22.2%、20.7%、20.5%及24.6%;在横桥向分别为30.0%、16.1%、9.8%及11.3%,基于串-并联组合体系建立桥梁系统地震易损性更切实合理。     

刚构-连续梁桥健康监测系统设计

为了解决刚构-连续梁桥结构健康监测系统的建设问题,以金水沟大桥为研究对象,针对刚构-连续梁桥的结构环境和受力特点,研究了刚构-连续梁桥健康监测系统的监测内容,系统组成、作用及原理,提出了建立健康监测系统项目的选择依据,并对金水沟大桥健康监测系统的构成、主要功能、监测仪器选择以及传感器布置等进行了分析,为金水沟大桥健康监测系统的建立提供科学依据,同时也为此类桥梁健康监测系统的建设提供参考。     

曲线桥梁漂浮抗震体系地震模拟振动台试验及有限元分析

针对曲线桥梁地震中损毁严重、修复困难等问题,提出曲线桥梁漂浮抗震体系基本概念、结构组成及设计方法,并探讨其工作原理。将漂浮抗震体系概念、方法用于制作的1/20曲线桥梁模型进行地震模拟振动台试验及有限元分析。结果表明,该模型桥梁在地震发生后桥墩顶加速度峰值较墩底降低率最大为24.6%,梁体在桥墩上部成漂浮状态能减小桥墩受力;试验过程中模型未倒塌,表明该体系抗震性能良好,可用于高烈度抗震地区的曲线桥梁设计。     

一种基于桥梁变形后构形的车辆—柔性桥梁竖向耦合模型

基于车—桥振动桥梁变形后的构形,建立了考虑桥梁变形的车—桥耦合模型。类似于结构抗震分析中,将地震作用下结构的动位移分解为拟静力位移和结构动位移,本文将车辆的运动分解为整体顺着桥面运行和相对自身局部系统的振动。以单轴车辆—简支梁桥为例,建立了基于桥梁变形后构形的车—桥系统竖向振动方程。最后,通过简支梁数值算例对由于桥梁变形产生的附加力进行了分析和研究。     

京沪高速铁路南京长江大桥列车走行性分析

运用桥梁结构动力学与车辆动力学的研究方法,将车桥作为联合动力体系,建立了高速列车与大跨度斜拉桥的车桥耦合动力分析模型。以京沪高速铁路南京长江大桥3塔斜拉桥方案为例,分析了大跨度斜拉桥在ICE高速列车作用下的车桥动力响应特点;同时,基于合理的列车走行性评价指标,对高速列车通过大跨度斜拉桥时的走行安全性与舒适性进行了详细分析,初步探讨了大跨度斜拉桥用于高速铁路的可行性。     

基于频域系统辨识和支持向量机的桥梁状态监测方法

随着大跨度悬索、斜拉桥的增加,保障桥梁安全、降低维护费用成为交通管理以及政府部门关注的问题。针对损伤样本难以获得的实际情况,将桥梁状态监测问题作为模式识别中的“一类学习”问题处理。桥梁模式特征获取过程是“只有输出响应”的系统辨识问题,考虑到监测系统需要在线工作的特点,提出运用概念直观、结果可靠且便于自动实现的CMIF系统辨识方法作为获取模式特征的工具。为了获得足够敏感的异常报警判别函数,采用了基于支持向量机的一类学习算法,这种方法在得到很高灵敏性的同时,可以方便地权衡敏感性和泛化性能之间的矛盾。用香港汀九桥794小时实测数据对所采用的算法进行验证,证明了算法的有效性和实用性,其结果可供设计类似监测系统时参考。     

新型自复位桥梁墩柱节点的局部稳定性研究

为了更好地控制结构震后残余变形,增强桥梁结构自复位性能,最大限度地强化震后继续服役的能力和增加再修复的可能,该文基于性能设计的理念,给出一种新型自复位桥梁墩柱节点体系的基本概念,并选取该体系的典型模型进行截面弹性承载力、滞回特性、设计控制参数等力学性能进行初步的推导和分析。研究结果初步表明,该自复位桥梁墩柱节点结构受力明确,构造合理巧妙,由于嵌合式接头限制了体系最小势能位置,能够帮助结构复位,震后残余变形小,震后弹性承载力不下降,能够满足对结构性能的更高要求。     

基于NSGA-II的城市桥梁系统震后可恢复性分析与优化

城市桥梁是经济和社会发展的重要基础设施,特别是重要桥梁以及由其构成的网络在灾难发生后如何快速恢复,对社会安定和地区发展十分重要。近年来抗震韧性倍受关注,如何考虑结构可恢复性并将韧性纳入桥梁系统抗震性能综合评估和优化,还存在很多问题尚待研究。该文定量分析桥梁震后恢复过程、剩余功能和修复时间与韧性指标间的联系,建立城市桥梁系统性能评估方法。由桥梁不同损伤状态计算不同恢复过程的剩余功能、修复时间、可恢复性和震后经济损失;对震后恢复过程的功能函数模型给出建议,量化不同震后恢复策略的影响;将韧性纳入城市桥梁系统抗震性能框架中,提出城市桥梁系统震后可恢复性评估框架,对风险高低不同采用不同的修复过程;对震后经济损失、可恢复性和震前修/改造成本采用多目标优化算法NSGA-II求解震前提升韧性优化策略,用于抗震加固措施的选取。通过案例给出了方法流程,也为城市桥梁系统地震韧性提升提供了新思路。     

粘滞阻尼器拱桥结构减震控制研究

基于现代控制理论,将设有粘滞阻尼器耗能支撑的拱桥减震结构看作一控制系统,利用MATLAB中的SIMULINK工具箱对拱桥减震结构进行动态仿真分析,研究粘滞阻尼器参数选择以及在受到地震激励作用下该被动减震系统用于拱桥的减震效果。对粘滞阻尼器采用简化M axwell模型,就其阻尼器的阻尼系数、速度指数等参数的取值进行了详细的模拟计算与分析,证实对于算例中的拱桥结构所采用的粘滞阻尼器计算模型,在一定范围内,速度指数取0.6~0.9之间,结构反应最小。拱桥减震结构动态仿真分析结果表明:安装了粘滞阻尼耗能支撑的拱桥地震动力反应有较明显地减小。