基于分布式弹簧-阻尼单元的桥头跳车动力荷载分析

对车辆桥头跳车问题,提出一种分布式弹簧-阻尼单元,该单元可以考虑车轮-路(桥)面接触长度和车轮的动力特性。基于此单元,结合车辆有限元动力分析,可对车辆上、下桥头错台时的竖向动力荷载进行定量研究。实例分析表明:①分布式弹簧-阻尼单元由于考虑了桥头跳车时车轮与桥面的接触长度,所得的车轮竖向动荷载比以往方法有所降低;②桥头错台跳车造成的竖向轮载冲击系数可能超过我国和美国桥梁规范设计值,需要引起重视;③下桥跳车时车轮动荷载降低,可能造成车轮脱空,影响行车安全性;④跳车动力荷载与行车速度、错台高度等因素有关,相关参数分析有利于对桥头错台高度和行车速度进行合理控制。     

车辆对桥梁伸缩缝冲击效应的实验研究

为研究车辆经过桥梁伸缩缝时产生的局部冲击效应,建立了车辆与桥梁伸缩缝的缩尺模型进行实验研究.以车辆经过伸缩缝处时的车轮动态轮压作为评价指标,分析伸缩缝宽度、行车速度、小车质量等参数对局部冲击效应的影响.分析结果表明:(1)车辆轮胎荷载的冲击系数随着小车行驶速度的增大而逐渐增大,随着桥梁伸缩缝宽度的增加而逐渐增大,随着小...     

考虑垫层与横梁缝隙的模数式伸缩缝疲劳分析

大量工程实践表明桥梁模数式伸缩缝极易发生疲劳破坏。本文假定车辆荷载为正弦荷载,研究了模数式伸缩缝在车辆荷载下的动力响应,并分析了伸缩缝自振频率,车速和阻尼对动力响应的影响。并通过重点分析垫层与横梁间存在缝隙的情况,讨论了缝隙对伸缩缝位移和疲劳性能的影响规律。通过与已有试验的对比,发现本文提出模型与实测值吻合较好,可以较好地反映模数式伸缩缝在车辆动力荷载下的响应规律。     

简支梁桥在车辆荷载谱作用下的动力分析

编制程序VLS(Vehicle Load Spectrum)构造随机车辆荷载谱,利用有限元方法将不同运行状态下的随机车辆荷载谱加载于简支T型钢筋混凝土梁桥上,模拟桥梁在车辆荷载通过时的动力响应,得出了桥梁的位移时间历程曲线,同时分析了车速对桥梁冲击系数的影响。分析表明:车辆荷载谱作用下桥梁偏载作用明显;车流方向对桥梁振动的影响不大;密集运营状态下桥梁挠度是一般运营状态下的1.35倍左右;车速对桥梁冲击系数的影响非常复杂,冲击系数曲线在车辆高速和低速时均有峰值出现,总体上呈波动上升趋势。     

桥梁伸缩缝冲击荷载检测仪的研制及验证

车辆对桥梁伸缩缝的冲击荷载作用是造成伸缩缝过渡区混凝土开裂的重要原因,桥梁伸缩缝对车辆冲击荷载的动力响应能在一定程度上反映伸缩缝的服役性能。基于无损检测技术和虚拟仪器技术构建了一套桥梁伸缩缝冲击荷载检测仪器,分别对车辆冲击荷载作用下病害伸缩缝和修复过的伸缩缝的动力响应情况进行了数据采集和对比分析,结果证明该检测仪器在桥梁伸缩缝服役性能和修复效果评价方面具有较好的应用前景。     

某斜拉桥车辆荷载动力响应分析

利用空间有限元软件以某斜拉桥为实例,建立了空间分析模型,并在此基础上进行了车辆荷载作用下桥梁结构动力时程响应分析研究。根据车辆过桥动力响应分析的结果求得不同车速、不同截面上的冲击系数,并与规范方法计算的冲击系数进行对比。其结论不仅为该桥车辆荷载冲击系数的取值提供了重要的依据,同时也可为同类桥梁冲击系数的取值提供参考。     

车辆荷载下连续刚构桥冲击系数分析

为了研究桥梁在移动车辆荷载作用下的动力特性和冲击系数,以某连续刚构桥为计算实例,采用有限元软件Midas/Civil建立桥梁结构的有限元模型,将车辆荷载近似模拟为三角形荷载,用时程分析法分析了车辆荷载作用下连续刚构桥的动力响应特征,分析了车辆在不同车速、不同车重作用下车辆荷载因素对连续刚构冲击系数的影响规律,并提出相应的结论,为桥梁结构在移动车辆荷载作用下的安全性、适用性提供参考依据。     

风-汽车-桥梁系统空间耦合振动研究

为了考虑侧风引起的车轮相对于桥面的侧向相对滑动,在车轮与桥面之间引入了一个特殊阻尼器,这个阻尼器的阻尼系数依赖于车辆与桥梁的竖向耦合运动。在综合考虑路面粗糙度、车辆悬挂系统以及车轮相对于桥面侧向相对滑动的基础上,提出能够考虑桥梁的静风响应、抖振响应、汽车-桥梁耦合振动、系统的时变特性以及结构几何非线性和气动荷载非线性影响的风-汽车-桥梁系统空间耦合振动分析模型,编制了相应的分析程序。该程序既可以预测不同路面粗糙度,车速以及干、湿、雪、冰路面状况下行驶于桥梁上车辆的行车安全性,也可以评价低风速下车辆驾驶舒适度以及侧风和车辆移动荷载对桥梁振动的影响。     

公路桥梁限载取值的可靠性分析模型研究

根据中、小跨度钢筋混凝土简支梁桥承载能力极限状态方程,提出一种基于结构可靠性理论的典型车辆限载取值分析方法。首先以受弯构件抗力和恒载效应为相互独立的随机变量,以汽车荷载标准值效应限值为常量,建立汽车荷载限载系数反演分析模型;通过给定结构容许失效概率与设计采用的活恒载比值,反算理想抗力桥梁与按原规范设计桥梁的汽车荷载限载系数。为简化分析,以原桥梁设计规范车队荷载中的三轴载重汽车与五轴载重汽车为典型限载车辆模型,通过引入设计汽车荷载标准值效应与典型车辆荷载总重呈近似线性关系的假定,应用汽车荷载限载系数计算典型车辆荷载限值。最后,以3根在役钢筋混凝土空心板梁现场静载试验验证所提限载分析模型的正确性。     

波形钢腹板箱梁桥车桥耦合振动冲击系数研究

以实际工程背景泼和大桥为实例,分析了车速、路面不平顺、桥梁结构阻尼对连续梁桥冲击系数值的影响,分析结果表明,随着车速的增加,桥梁动挠度及冲击系数值有增大趋势;路面不平顺是影响车桥耦合振动值的主要因素之一,随着路面状况的恶化,桥梁动挠度值明显增大;桥梁结构阻尼能在一定程度上减小桥梁冲击系数值。     

探讨桥梁伸缩缝的防治措施

桥梁伸缩缝用于调节由车辆荷载环境特征和桥梁建筑材料的物理性能所引起的上部结构之间的位移和上部结构之间的联结.桥梁伸缩缝装置是桥梁构造的一部分,如果设计不当、安装质量低劣、缺乏科学的和及时养护,会在桥梁伸缩缝处引起跳车.为了消除台阶,防止跳车,保持良好的路况,施工中必须采用行之有效的措施与办法,以减少桥梁伸缩缝处跳车病害.本文分析了桥梁伸缩装置破坏的原因,从设计和施工等几个方面论述了其防治措施,对桥梁伸缩缝的设计施工具有重要指导意义.     

宽幅钢箱梁桥冲击系数研究

合理的冲击系数取值对桥梁的安全性具有重要的意义。该文以某城市宽幅钢箱梁高架桥为背景,采用与设计荷载等效的车队,研究了此类桥梁冲击系数取值规律,分析了车速、行车位置、阻尼比和路面不平度对桥梁冲击系数的影响。研究结果表明:车辆对此类桥梁的冲击作用在横桥向存在显著的不均匀性,数值模拟得到的冲击系数超过规范取值26%,阻尼比、路面不平度、车速与车辆作用位置的耦合效应对冲击系数有显著影响。     

多层桥梁不同结构体系冲击系数特性分析

依据现行《公路桥梁通用规范》(2004年版)对车辆荷载冲击系数的计算公式,考虑桩土结构相互作用的影响,在4种结构体系动力基频计算基础上,将不同层的基频模态形式分为7种工况,分别计算出对应工况的汽车荷载冲击系数,并与相同体系单层桥的基频及冲击系数作比较,评价不同结构刚度优劣,总结了桩土结构相互作用及不同结构体系的多层桥梁的冲击系数的基本规律;论文对多层立交桥梁动力特性及活载动力冲击系数的研究成果可供此类桥梁设计参考,也可为同类桥梁的进一步研究提供经验技术支持和理论依据。     

跨座式单轨列车作用下简支梁桥冲击效应计算

文章研究了单节跨座式单轨列车下简支梁桥在不同速度下的弯矩冲击效应。采用ANSYS中实体单元法对简支梁桥进行建模,跨座式单轨列车采用15自由度刚性单元和弹簧阻尼单元进行建模,车桥相互作用采用位移接触法建模。计算得到的弯矩包络线表明,对于跨座式单轨列车运行速度为20～60km/h下的桥梁,车速越大,弯矩冲击系数越高。     

移动荷载因素对带接缝水泥混凝土路面动力响应分析

基于ANSYS有限元模型,考虑车辆移动过程中荷载对路面的垂直荷载作用、水平荷载作用以及跳车引起的冲击作用,分析了水泥混凝土路面接缝动力响应随车辆载重和行驶速度的影响,得到了移动荷载下不同车辆因素与带接缝混凝土路面板动态响应的大致关系。结果表明:接缝处垂直应力随行驶速度的增加而减小,随车辆轴载的增大而线性增加;土基顶面的弯沉占混凝土面板总弯沉量的主要部分,接缝处的弯沉值随车载的增大而增大,随行驶速度的增大而减小;水泥混凝土路面层及水稳碎石基层消散了大部分水平剪力,不同超载率下最大水平剪应力均发生在面板表面且随着超载率的增加而增大。     

波形钢腹板连续梁桥的车辆荷载动态响应分析

结合工程实际,选取三角形曲线作为车辆荷载的简化时程曲线,进而研究在10~70 km/h范围内不同车速作用下波形钢腹板连续梁桥的动态响应。通过分析研究得出:车辆荷载的冲击系数随车速的增大而增大;10~70 km/h车速下桥梁结构主要以竖向一阶振动为主,振幅随车速增大而增大,且随车速的增大,桥梁结构振动阶次逐渐减少。     

桥梁伸缩缝施工安装质量控制体会

伸缩缝是桥梁构造中的重要组成部分。在气温变化、混凝土收缩、活载作用、桥梁墩台的沉降及徐变等因素影响下，桥跨结构会产生变形，从而使梁端产生位移。为适用这种位移并保持桥上行驶车辆的平顺性，必须在桥面的两端之间以及梁端与桥台背墙之间设置横向伸缩缝。伸缩缝长期暴露在大气中，使用环境恶劣，是桥梁结构中最易受破损的部位。桥梁伸缩缝一旦损坏，就会导致跳车、噪音、漏水、影响行车安全及缩短桥梁使用寿命。近年已通车的佛山“一环”由于交通量大、车速快，桥梁伸缩缝质量得到了充分的验证。结合当时“一环”紫洞特大桥伸缩缝的安装质量控制进行分析。体会到伸缩缝的使用质量与施工过程中的质量控制有很大的关系。     

荷载缓和桁架对冲击荷载的缓冲效果研究

针对普通桁架在冲击荷载作用下内力骤然增大易导致结构破坏的问题,提出一种荷载缓和桁架,该桁架是在普通桁架中引入大阻尼弹簧单元并替换部分杆件得到的。应用有限单元法分析了静力荷截和冲击荷载下荷载缓和桁架的受力响应,与普通桁架的受力响应进行对比分析,并讨论了弹簧的弹性系数对极限冲击荷载的影响,给出了弹性系数的适宜取值范围。研究结果表明,在静力荷载作用下,荷载缓和桁架与普通桁架在相同荷载下产生的变形相同,但在动力荷载作用下,荷载缓和桁架可减小桁架中杆单元的应力峰值,明显降低结构振动的振幅和振动时间,荷载缓和桁架比普通桁架提高极限承载力51.4%。     

大跨连续刚构桥荷载试验研究

以龙陵至瑞丽高速公路上某大跨连续刚构桥为工程背景,基于现场荷载试验方法,对其在运营状态下的承载力及动力性能进行了研究。首先,详细介绍了试验过程中应变、挠度及振动模态测点的布置方式;然后,根据荷载效应等效原则确定试验设计荷载,针对连续刚构桥结构内力分布特点,选取典型截面最不利正负弯矩的活载布置方式,确定静力加载工况,同时制定了考虑不同车速及行车方式影响的动载试验方案,通过脉动试验提取模态测点数据,利用相关仪器中快速傅里叶变换（FFT）分析得出模态结果;最后,将实测结果与有限元结果进行对比分析。结果表明:静载试验的应变和挠度实测值均小于计算值,满足规范要求;动载影响下,冲击系数对行车方式更为敏感,表现为当车速为20 km·h^-1时,主跨跨中截面跳车时冲击系数（0.25）较匀速跑车（0.05）增大5倍;桥梁结构整体承载能力及刚度满足设计荷载（公路 Ⅰ级）正常使用要求。     

桥梁伸缩缝的现状和发展

一、概况桥头跳车是普遍存在的市政工程通病之一。引起桥头跳车的主要原因有二:其一,是桥面和路面相接处不是圆滑的曲线所造成;其二,则因桥梁伸缩缝构造不良所引起。在立交工程中,桥面漏水问题亦很突出,桥梁伸缩缝又是漏水的一个渠道。桥梁伸缩缝在整个桥梁结构中所占比例极小,但它要承受因温度等原因引起的梁的长度变化和车辆荷载的反复作用,稍有破坏就严重影响行车的平稳舒适。然而过去,不论是设计还是施工,都没有把桥梁伸缩缝做