某既有钢结构人行桥的动力特性分析

介绍了对一座钢结构人行桥进行的全桥动力测试,并对结构的动力特性进行了分析。利用有限元计算软件进行了结构模态分析,通过参数分析找到了各参数与结构振动频率之间的关系。基于这一关系以及实际动力测试结果,通过对有限元模型参数进行一系列修正,建立起可用于该结构加固改造前后状态评估的基准有限元模型。该方法以及参数分析后得到的相关结论可为类似结构的设计与加固改造提供借鉴。     

某钢结构人行天桥动力特性测试及有限元分析

对一振动较大的人行天桥进行了动力实测,利用有限元分析软件SAP2000建立该结构的有限元模型,利用基于实测数据的频谱分析以及模态分析的方法对其出现的振动问题进行分析,确定结构振动水平,并为同类结构的动力特性研究提供参考。此外,还从通行行人和通行车辆这两个因素对该天桥侧向振动过大的原因进行了深入分析,从而找到了造成该天桥产生实测振动特性的主要原因,对结构出现过大侧向振动给出了合理解释。     

某大跨度钢结构人行天桥的振动特性分析与研究

针对某大跨度钢结构人行天桥出现的振动问题,对该人行天桥进行了全桥动力测试,利用有限元分析软件SAP2000建立该结构的有限元模型,利用基于实测数据的频谱分析以及模态分析的方法对其出现的振动问题进行分析,为同类结构的动力特性研究提供参考.此外,改变了以往在此类问题中仅考虑行人对振动产生影响的局限性,分别从通行行人及通行车辆这两个因素对该天桥振动的原因进行了深入分析,从而找到了造成该天桥产生实测振动特性的主要原因,并对结构出现过大侧向振动给出了合理解释.相关信息可为后继结构的加固改造工作提供参考,并进一步提出了结构改造措施与建议.     

某钢结构人行天桥动力特性测试与有限元分析

针对一出现较大振动的人行天桥,利用有限元分析软件建立了计算模型并进行了动力特性分析,同时对结构进行了动力测试。实测数据与修正后的有限元模型分析结果吻合较好,利用分析结果对该天桥的振动水平做出判断,结果也比较吻合。在此基础上找到了引起结构振动的主要振动源,为结构后继的加固改造提供关键信息。这一方法效果较好,可为今后类似工程提供参考。     

某钢结构人行天桥动力特性检测及舒适度评估

针对某人行天桥发生较明显振动,实测其上部结构动力特性,采用峰值拾取法(PPM)和加强型频域分解法(EFDD)两种参数识别技术分析得到天桥竖向、侧向的各阶振动频率等模态参数,并据此建立SAP2000有限元对比模型;分别采用狄克曼指标从频率和振幅,采用烦恼率曲线从加速度角度对该人行天桥的动力响应做出了全面的舒适度评估。综合使用模态分析和舒适度评估方法避免了以往单一评价桥梁结构动力学特性的弊端,不仅可为后期加固提供准确可靠的技术支持,也为解决同类问题提供参考。     

大跨度斜拉桥的建模与模态分析

本文以福州青洲闽江大跨度斜拉桥为背景,建立了该桥的三维有限元模型,并对其进行了动力分析,同时考虑各结构参数(包括桥面板刚度,索的初拉力,恒载,结构大变形,边界条件等)对斜拉桥自振特性的影响.有限元模型计算结果与现场环境振动试验结果进行了比较,二者吻合良好,说明该空间有限元模型基本能够反应实桥的动力特性,可以作为该桥的"基准"(baseline)有限元模型,用于该桥使用阶段的长期监测和健康状态评估.     

人行天桥动力性能研究

结合福州某环形天桥管养工作,对该人行天桥的动力性能和人致振动的舒适性开展探讨,通过动力测试及有限元模型分析,结果表明竖向基频低于3Hz,引起行人不适,建议通过增强天桥主梁刚度或设置减震措施,同时避免在天桥上设置广告而增加自重。     

调谐质量阻尼器结构减震性能及影响因素研究

通过建立两个自由度结构的动力方程,推导其频率传递函数,并讨论主结构、调谐质量阻尼器(TMD)及外激励荷载三者频率的关系得到TMD的减震机理,其机理是在TMD与主结构的相对运动中由TMD对主结构施加方向作用力抑制其振动并利用阻尼器阻尼进行耗能。通过定义其动力放大系数,利用数值模拟研究主次结构的频率及阻尼比、次结构与主结构的质量比等动力参数对结构减震性能的影响。最后,利用有限元软件对一个12层的框架模型进行分析,对数值分析所得结论进行验证,二者得到基本一致的结论,并对误差进行分析。     

钢筋混凝土简支T梁桥空间建模及动力分析

根据钢筋混凝土简支T梁桥的结构特点,基于大型通用结构分析软件ANSYS平台,建立了全桥结构的空间有限元模型,进行了全桥结构动力分析,得到了该桥基本的动力特性参数。     

基于环境振动测试的烟囱结构损伤检测研究

结合工程实例,介绍了基于环境振动测试的烟囱结构损伤检测方法及相关研究。首先在现场对烟囱的倾斜、配筋、几何参数及动力特性等相关项目进行检测,然后根据现场测试的资料,利用ANSYS有限元软件建立烟囱的有限元模型并进行模态分析。结果表明,有限元模型模态分析结果与现场动力特性测试数据间的误差很小,可用来进行后续的静动力响应、抗震性能等分析。     

粘钢加固对简支T型梁桥动力特性的影响

以福建安溪清溪大桥为工程背景,首先进行了粘钢加固前后的环境振动测试和刹车等强迫振动测试,并进行了实验模态分析;其次,分别建立了粘钢加固前后全桥的有限元模型,进行了模型参数修正,并比较了加固前后桥梁动力特性的变化;最后,基于修正后的模型,考察了粘贴钢板厚度和高度、T梁横向联结程度、桥面铺装厚度以及主梁腹板损伤程度等参数对粘钢维修加固桥梁动力特性的影响。结果表明:清溪大桥加固前后动力特性测试和分析结果基本吻合,粘钢加固改造能有效提高桥梁的振动频率和整体刚度。     

土-桩-结构相互作用对大跨悬索桥动力特性的影响研究

本文以国内第一大跨桥梁———润扬长江公路大桥南汊悬索桥为研究对象,基于大型有限元分析软件ANSYS建立了该桥的三维有限元模型,其中采用质量-弹簧体系模拟了土-桩-结构的相互作用。以此为基础对润扬悬索桥的自振特性进行了分析,重点研究了土-桩-结构相互作用因素对大跨悬索桥动力特性的影响,与现场动力测试结果的良好吻合表明了有限元分析结果的可靠性。研究结果为大桥的损伤预警和状态评估奠定了研究基础。     

古塔有限元模型的建立及修正

古塔的动力特性是评价结构抗震性能和损伤状态的重要指标。本文首先根据测绘资料采用有限元软件ANSYS建立秦峰塔的初始有限元模型,然后利用现场环境振动实测数据修正所建立的有限元模型并进行模态分析。结果表明:修正后的有限元模型模态分析计算结果和现场测试数据相比,误差较小,从而说明文中所建立的有限元模型是比较可靠的,可以为古塔的后续动力响应分析提供理论分析模型。     

某办公楼动力测试与摩擦阻尼抗震加固的研究

介绍了8度区某办公楼动力测试与利用摩擦阻尼进行抗震加固。首先对结构进行动力测试,然后,根据测得动力参数建立有限元模型对结构进行了三维分析,利用测试结果验证计算模型的正确性。最后,分析了结构加固后的抗震性能。分析结果表明,利用摩擦阻尼器对结构进行抗震加固可以改善结构的抗震性能。     

Three-dimensional finite element modelling of long-span cable-stayed bridges

Finite element (FE) modelling is a prominent way to simulate both static and dynamic characteristics of cable-stayed bridges to understand their structural complexities. Many initial FE models have not been successful in the analysis of the structural behaviour of cable-stayed bridges. This paper presents the details of an updated FE modelling procedure for long-span cable-stayed bridges. The design information of Tatara Bridge with an 850-m main span is considered for numerical studies. The dynamic properties of the FE model, including mode shapes and natural frequencies, are compared with field vibration test results to validate the presented modelling process. Sensitivity analysis of structural parameters is also applied to update effective parameters and understand the structural behaviour of the bridge. The new and beneficial aspects presented in this paper regarding FE modelling procedure and finding effective material and structural parameters will be useful for future design and analysis of cable-stayed bridges.     

悬索桥主塔结构的有限元模拟方法研究：2.模型修正与验证

本文在文献[1]建立的润扬悬索桥主塔的初始有限元模型基础上,采用基于灵敏度分析的模型参数修正方法,结合主塔动力特性的测试结果对主塔的初始有限元模型进行了动力修正。通过三种修正方案的比较,可以看出考虑梁柱节点刚域的影响以及修正参数的上、下限值约束的修正方案最可行。修正后的润扬悬索桥主塔模型能全面、正确地反映主塔结构的动力特性,可作为主塔结构健康监测与安全评估的基准有限元模型。     

Dynamic investigation of a concrete footbridge using finite element modelling and modal analysis

In this article, the application of a manual updating method for finite element (FE) model updating of a concrete footbridge using modal analysis approach is described in detail. An FE model was developed using DIANA (FEM software package) to estimate the response of structure under free-vibration analysis. Afterwards, ambient vibration test (AVT) was conducted to extract the dynamic properties. The fundamental mode shapes of the structure were successfully identified applying ARTeMIS (modal analysis computer program). The mode shape pairs of initial FE model and a complete set of test results were employed for manual updating. A parametric study was carried out to specify the most sensitive parameters of the model. For this purpose, boundary conditions, mass density and Young's modulus of elasticity were examined as uncertain parameters. Attempts to calibrate the primary FE model revealed that the spring constants of supports were the most effective parameters for updating process. The FE model was calibrated considering three main criteria consisting of combination of natural frequencies/mode shapes and modal assurance criteria (MAC)/mode shapes. The calibration strategy performed in the present study, including parametric study on uncertain parameters of initial FE model, parameter and target response selection and MAC calculation based on modified formulation, has been discussed. The updated FE model and the measured mode shape counterparts exhibited very good correlation.     

Dynamic stress analysis for fatigue damage prognosis of long-span bridges

For fatigue damage prognosis of a long-span steel bridge, the dynamic stress analysis of critical structural components of the bridge under the future dynamic vehicle loading is essential. This paper thus presents a framework of dynamic stress analysis for fatigue damage prognosis of long-span steel bridges under the future dynamic vehicle loading. The multi-scale finite element (FE) model of the bridge is first developed using shell/plate elements to simulate the critical structural components (local models) and using beam/truss elements to simulate the rest part of the bridge (global model). With the appropriate coupling of the global and local models, the multi-scale FE model can accurately capture simultaneously not only the global behavior in terms of displacement and acceleration but also the local behavior in terms of stress and strain. A vehicle traffic load model is then developed for forecasting the future vehicle loading based on the recorded weigh-in-motion (WIM) data and using the agent-based traffic flow microsimulation. The forecasted future vehicle loading is finally applied on the multi-scale model of a real long-span cable-stayed bridge for dynamic stress analysis and fatigue damage prognosis. The obtained results show that the proposed framework is effective and accurate for dynamic stress analysis and fatigue damage prognosis.