钢管混凝土拱桥抗震研究进展

结合几座钢管混凝土拱桥的动力测试和有限元动力计算结果,分析了钢管混凝土拱桥的自振频率、振型及阻尼等动力特性,论述了钢管混凝土拱桥地震响应的特点,并对今后钢管混凝土拱桥的抗震性能研究提出建议.     

下承式钢管混凝土拱桥自振特性的有限元分析

利用ANSYS有限元通用软件，对一座下承式钢管混凝土拱桥进行了有限元模拟研究，求出了自振频率、振型等动力参数，对其振型特征进行了分析，并通过变换拱桥的主要结构参数分析了它们对自振特性的影响。桥梁实例分析说明采用有限元计算的自振特性数值和实测值较相近，能够基本反映结构的实际状况，还可为桥梁使用过程中的健康检     

大跨中承式钢管混凝土拱桥的自振特性及稳定性

对一大跨中承式钢管混凝土拱桥分别进行了自振特性分析及稳定性分析,研究了设计荷载、拱肋矢跨比、拱面内倾角对大跨中承式钢管混凝土拱桥自振特性、弹性稳定性及弹塑性稳定性的影响。研究表明,降低拱肋矢跨比或将拱面内倾均可有效改善大跨钢管混凝土拱桥的横向面外刚度,提高结构的面外振动频率,并使结构稳定性呈现不同的变化规律。综合考虑自振特性及弹性稳定性两种分析结果比单纯依靠自振特性分析结果评价结构参数取值更合理。本文讨论的360m跨度中承式钢管混凝土拱桥矢跨比宜在1/4附近取值,拱面内倾角度不宜超过10°。     

大跨中承式钢管混凝土拱桥的横撑布置

对大跨中承式钢管混凝土拱桥常用的X撑及米字撑的合理间距进行了探讨。鉴于结构自振频率、振型及弹性稳定系数的求解均可转化为源自结构动力平衡方程的特征值问题,先以结构基频及弹性稳定系数为衡量标准,对一座360 m跨的中承式钢管混凝土拱桥可能的米字撑及X撑布置方案进行了分析对比,并据此提出了X撑及米字撑的合理间距。按照布撑区域相等、横撑体系材料用量相近的原则,提出4个布撑方案,并分别进行了极限承载能力分析。结果表明,结合模态分析及弹性稳定性分析确定结构参数的方法可行;对于本文的360 m跨的中承式钢管混凝土拱桥,采用X撑即可满足刚度要求,且能获得更为轻巧的视觉效果。     

中承式钢筋混凝土拱桥结构动力特性研究

利用有限元通用软件ANSYS,对一座中承式钢筋混凝土拱桥进行了结构动力特性的数值模拟分析,求出了自振频率、振型等动力参数,对其模态特征进行了描述,并通过变换拱桥的主要结构参数对比分析了它们对结构动力特性的影响.计算结果表明,自振频率随矢跨比的减小略有提高;横撑有助于增强拱肋的横向刚度,减小拱肋面外振动,提高抗风稳定性;各振型的自振频率值随拱肋刚度的提高近似成线性增大,可以通过改变拱肋刚度来调整其自振特性.这些研究结果可以为同类桥梁的抗震设计提供参考.     

中承式钢管混凝土拱桥动力特性分析

利用南海三山西桥作为原型,分析了影响中承式钢管混凝土拱桥动力特性的敏感性因素,并比较了目前经常采用的几种桥面系简化方式对动力特性分析的影响,得出中承式钢管混凝土拱桥桥面系应该采用三主梁模式简化,而其它几种简化方式则存在较大误差的结论.     

钢管混凝土拱桥使用阶段受力特性分析

对钢管混凝土拱桥理论计算中的刚度取值进行了讨论,对拱桥在正常使用极限状态下的静力和动力特性分析进行了阐述,以郧县汉江二桥为例,应用有限元的方法对中承式拱桥使用阶段的受力特性进行了计算分析,并运用荷载试验的方法进行验证。     

非线性分析在中承式钢管混凝土拱桥稳定性上的应用

当桥的宽跨比较小时，中承式钢管混凝土拱桥拱肋的横向稳定是桥粱安全性的关键，文中通过介绍淳安南浦大桥非线性分析结果，说明材料非线性对钢管混凝土拱桥稳定性的影响较大。     

中承式钢管橡胶混凝土拱桥抗震性能研究

文章研究了橡胶混凝土对钢管橡胶混凝土(RuCFST)拱桥抗震性能的影响。通过建立RuCFST拱桥的有限元模型,针对不同的橡胶含量对拱桥进行了模态和非线性动力时程分析,并基于变形-能量的双重破坏准则给出了拱肋地震破坏指数DI的计算公式,对拱桥进行了地震作用下的破坏评估。分析结果表明:钢管橡胶混凝土拱肋使拱桥的自振频率降低;在地震反应中,钢管受力增大,而核心橡胶混凝土受力减小;在0.2g加速度峰值的地震作用下,拱肋混凝土为NC、RuC5和RuC15时拱肋的破坏指数分别为0.156、0.145和0.170,拱肋混凝土橡胶含量为5%时拱桥的抗震性能较好。     

设计参数对钢管混凝土系杆拱桥力学性能的影响分析

以中承式钢管混凝土系杆拱桥为计算实例,采用通用软件ANSYS建立了拱桥的有限元计算模型,通过改变其主要设计参数,对该类桥梁在恒载作用下的受力情况进行了对比分析,得出了不同矢跨比、拱轴系数、主拱拱肋含钢率等设计参数对拱桥各控制截面内力、应力、位移变化的影响规律.研究结果表明:改变矢跨比和拱轴系数对系杆拱桥在恒载作用下的内力有较大的影响,且对恒载作用下全截面弯矩的影响比对轴力的影响更为显著;改变钢管的壁厚对于主拱肋各控制截面的轴力、弯矩及应力影响不大.该计算结果可为优化同类桥型的设计提供参考.     

有吊车厂房柱抗震设计的简化方法

以10t吊车常规设计厂房为研究对象，结合土一结构共同作用机理，分析了横向水平地震作用的影响，对结构自振周期进行了修正；在选定不同厂房计算参数后，计算地震作用及其效应，利用origin回归分析程序给出了适合工程设计的柱控制截面的内力计算简化公式．通过验证，表明得到的简化计算公式是可行的，提供了一种计算合理、方法简便的抗震设计途径．     

桥梁振动特性的计算和探讨

在采用有限元对桥梁进行结构分析时，准确地确定桥梁的振动特性是非常重要的，本文简要地介绍了计算桥梁振动特性的方法，并详细介绍了如何简便地考虑桩土的作用，通过对计算的结果与实测的结果比较，证实了本文给出的计算方法的准确性可以满足工程的要求。     

水电站机墩结构自振特性研究

水电站机墩组合结构是水轮发电机组的主要支撑结构,其自振特性是分析共振复核和动态设计的重要基础.<水电站厂房设计规范>中的自振频率计算公式过于简化,不完全符合实际.以某大型水电站地厂房为例,对其机墩组合结构建立三维有限元计算分析模型,比较了机墩各种不同组合模型的自振频率及振型.结果表明,仅仅模拟机墩结构或只考虑机墩及其上部或下部结构,都不能准确反映机墩结构的真实性态,也将对振动安全评价产生不利影响.从理论上讲,考虑一定范围围岩的整体有限元模型最符合实际,也较为科学,但从方便实用的角度分析,考虑机墩组合的整体混凝土结构较为适宜.     

逆变电源起动过程的研究与改进方案

本文对传统的逆变电流自激起运过程进行了详细的分析，指出了改善逆变电源起动过程的途径，并介绍了一种笔者研制的采用单片机和有自关断能力的大功率晶体管ＧＴＲ构成的逆变电源电路。由于该电路中触发信号与负载不相关，因而大大地改善了逆变电源的起动性能。     

流体在管道中流动时管道的自振特性研究

基于三维弹性理论及欧拉线性方程,采用位移-压力格式有限元方法,得到附加矩阵。通过叠加附加矩阵把流固耦合结构振动问题化成普通的结构振动问题,建立了流体在管道中流动时结构振动的有限元方程,研究了流体在管道中流动时结构的自振特性,重点研究了流体速度对管道自振频率的影响。研究表明,管道各阶自振频率随着流体速度的递增呈递减的趋势。     

某双索面斜拉桥的抗震性能分析

本文采用结构分析软件SAP2000,对某双索面斜拉桥进行有限元建模,来分析其抗震性能。对过模拟分析,该桥属于长周期结构,自振特性较好,结构之间耦合性好,在地震中产生的内力、位移符合规范设计要求,抗震性能较好。     

露天边坡爆破震动的动态有限元研究

本文扼要介绍了应用八节点平面等参数单元对边坡爆破震动进行动态有限元分析的整个过程.并对五个假设边坡模型进行计算分析,得到几点初步结论. 文中所用方法与目前常用的萨道夫斯基经验法具有本质上的不同:它不仅可以得到边坡表面和内部的质点震动位移、速度、加速度场,而且可以得到边坡岩体各阶自振频率和质点震动时间曲线,为边坡稳定性分析提供更为充分的基础数据.     

抽水蓄能电站地下厂房楼板结构的动力特性分析

以某电站地下厂房楼板结构为例,采用计算模拟法对抽水蓄能电站常用的板梁和厚板结构进行计算,并对其不同楼板结构的动力特性进行了对比分析。结果表明,当厂房楼板的静力刚度要求较高时（板梁结构静力刚度等效于1.5 m厚板结构）,板梁结构自振频率高、动力响应小,其结构形式优于厚板结构;当厂房楼板的静力刚度要求不高时（板梁结构静力刚度等效于1.0 m厚板结构）,板梁和厚板结构的动力特性相差不大。     

波形钢腹板高墩大跨径连续刚构桥动力特性及地震反应谱分析

为研究波形钢腹板曲线连续刚构桥动力特性和抗震性能,利用 MIDAS Civil 建立不同腹板曲线连续刚构桥计算模型,再分别改变桩基边界约束和激励角度,对比分析其自振特性和抗震性能变化规律。计算结果表明:考虑桩土效应时,结构柔度更大,自振周期更长;桩基固结时,波形钢腹板刚构桥竖向刚度减弱,而横向刚度有所增加;桩基约束对波形钢腹板刚构桥振型影响更明显,混凝土桥梁在不同约束时振型变化趋势较为一致;随着地震激励角度变化,控制截面内力均先减小后增大,横桥向则相反,而墩顶和跨中位移相差不大,对比控制截面内力及位移可见,波形钢腹板曲线刚构桥抗震性能更好。