基于振动响应分析的部分斜拉桥阻尼器优化

为了对部分斜拉桥进行抗震阻尼器优化设计,以珠海市鸡啼门特大桥为例进行分析。建立ANSYS有限元模型,采用反应谱法分别分析了不同工况组合,50年内地震强度超越概率10%和2.5%地震作用下结构振动响应。研究发现:可以增加固定支座水平承载力或者允许固定支座在地震中剪断来提高该类桥梁的抗震性能;对桥梁进行阻尼器优化设计,通过对比分析,确定本桥所对应的最优阻尼器设置参数[ξ]=0.3,C=2×103 kN（m/s）-ξ;对阻尼器优化结果进行验算,发现在该阻尼器参数下桥梁墩柱关键截面的内力显著减小,优化效果最高使得屈服弯矩减小69.3%。     

大跨斜拉桥在移动荷载作用下的振动控制

多重调质阻尼器(MTMD)是由多个具有不同频率、不同质量或不同阻尼的调质阻尼器构成的动力吸振器群,被广泛应用于结构的被动控制中.采用频域分析方法考虑TMD在多自由度结构中的布置,推演了具有MTMD多自由度结构振动控制振型广义坐标的频率响应方程,以一座大跨斜拉桥为例,针对结构振动的控制振型,进行了MTMD参数分析,并研究了MTMD控制下斜拉桥在移动荷载作用下的竖向振动,计算结果表明,在随机不平顺桥面条件下,MTMD能够有效减小结构在移动荷载激励下的竖向动力响应.     

基于形状记忆合金X形板阻尼器的结构振动控制

超弹性形状记忆合金X形板阻尼器具有良好的耗能及复位功能.建立了形状记忆合金X形板的分段线性化恢复力模型,并在此基础上提出了该阻尼器控制下的框架结构振动响应分析方法.数值计算了一装有该阻尼器的单层剪切型钢框架的地震响应,表明该阻尼器可以有效抑制结构的震动,并分析了阻尼器特征参数对结构减震的影响.     

装备SMA耗能阻尼器的框架结构动力响应分析

首先确立了SMA耗能阻尼器的力学模型,以Brinson本构关系为理论依据,基于热力学第一定律建立了耗能阻尼器的热力学非线性方程;然后,建立了在耗能阻尼器作用下的框架结构动力学非线性平衡方程及其求解方法;最后,利用所编制的仿真软件分别对耗能阻尼器的阻尼特性和框架结构的动力响应进行了实例仿真模拟.结果表明,SMA耗能阻尼器具有明显的阻尼特性;对于结构在地震作用下的动力响应具有显著的抑制效果;仿真结果与其他学者的试验结果吻合较好.     

考虑地震动行波效应的大跨双塔斜拉桥粘滞阻尼器减震效率分析

为揭示地震动行波效应对大跨斜拉桥粘滞阻尼器减震效率的影响规律,以一座主跨810 m大跨斜拉桥为研究对象,采用Midas/civil有限元软件建立全桥三维动力分析模型,基于大质量法(LMM)实现地震的行波激励,通过对比不同视波速地震下大跨斜拉桥的关键部位响应,探讨地震动行波效应对粘滞阻尼器减震效率的影响规律,探究考虑地震动行波效应时大跨斜拉桥粘滞阻尼器的合理设置参数。结果表明：在不同视波速地震下,非线性粘滞阻尼器可降低大跨斜拉桥关键部位响应,但地震动的行波效应对粘滞阻尼器的减震效率有较大影响,不同视波速下粘滞阻尼器的最优设置参数也不同,仅考虑一致激励下粘滞阻尼器的合理参数,可能在行波地震激励下其减震效率不高;综合不同视波速下粘滞阻尼器的参数分析结果,提出了该桥考虑地震动行波效应的粘滞阻尼器最优参数设置建议。     

大跨斜拉桥模态测试与分析

首先介绍了利用环境随机振动法间接识别柔性结构模态参数的方法，并通过移动测点法对一斜拉桥现场测试结果进行了分析，分析得到移动测点法进行桥梁等大型结构的模态试验能得到较理想的结果，而且节约试验成本。通过建立三维有限单元模型，得到了该桥自振频率和振型的理论值。脉动实验测得的结构自振频率和振型与用三维有限单元模型得到的理论值的对比发现利用有限元对全桥进行模态分析，绝大部分模态吻合得较好。     

连梁中安装SMA阻尼器框剪结构非线性分析

为改善钢筋混凝土框架-剪力墙结构中小跨高比连梁的脆性破坏模式,提出在连梁中安装形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)阻尼器,并采用数值分析对此类结构的抗震性能进行研究．以一幢阻尼器控制的18层平面框剪结构为例,对该结构进行Pushover分析及静力往复荷载作用下的非线性分析,研究了安装SMA阻尼器的连梁的两个设计参数(屈服力比和屈服位移比)取值对整体结构非线性性能的影响．分析结果表明:屈服力比对结构损伤模式影响显著,当屈服位移比相同时,屈服力比越小,阻尼器进入屈服越早,变形集中在阻尼器中,结构自复位能力越强;屈服力比相同时,随着屈服位移比增大,连梁中SMA阻尼器屈服被延后,结构中混凝土构件越早发生损伤．     

大跨悬索桥塔梁纵向位移控制阻尼器病害分析

以某跨长江悬索桥为工程背景,结合现场观测与监测数据分析了该桥纵向阻尼器的病害机制及治理措施。本文描述了阻尼器发生的螺栓断裂、销轴滑出和耳板折断等病害;结合桥塔与主梁连接处的横桥向与竖向实测相对位移分析了阻尼器病害的发生原因,并据此进行了改进设计与更换;根据桥梁健康监测系统记录的塔梁纵向相对位移,对比分析了阻尼器更换前后的工作性能。结果表明:该桥塔梁连接处横桥向和竖向相对位移最大可达25 mm和60 mm;塔梁间较大的相对位移使纵向阻尼器的两侧耳板受力不均衡,进而导致阻尼器发生销轴滑出、耳板失效等病害;阻尼器改进包括构造措施和强度措施,主要包括挡板、耳板和销轴的优化等,改进和优化后的阻尼器服役状态良好。     

大跨度斜拉桥施工控制方法研究

介绍了大跨度斜拉桥施工控制技术路线,常用的控制理论与方法.在此基础上对上述各种方法的理论依据、功能特点、适用条件和应用现状作了详细的分析比较,最后给出选择施工控制方法的几点建议.     

用于大跨斜拉桥拉索疲劳可靠度分析荷载的研究

以苏通大桥为例分析了在单一疲劳车、汽车-超20级及随机车流3种不同的荷载工况下的斜拉索疲劳可靠度,比较3种不同的加载方式对斜拉索疲劳可靠度的影响。结果表明:单一疲劳车加载斜拉索的疲劳可靠度较后两种加载结果要大得多,对斜拉索疲劳设计不利,对于大跨度斜拉桥而言选择多车模型加载更符合实际情况。     

Dynamic analysis and modal test of long-span cable-stayed bridge based on ambient excitation

To study the stiffness distribution of girder and the method to identify modal parameters of cable-stayed bridge, a simplified dynamical finite element method model named three beams model was established for the girder with double ribs. Based on the simplified model four stiffness formulae were deduced according to Hamilton principle. These formulae reflect well the contribution of the flexural, shearing, free torsion and restricted torsion deformation, respectively. An identification method about modal parameters was put forward by combining method of peak value and power spectral density according to modal test under ambient excitation. The dynamic finite element method analysis and modal test were carried out in a long-span concrete cable-stayed bridge. The results show that the errors of frequencies between theoretical analysis and test results are less than 10% mostly, and the most important modal parameters for cable-stayed bridge are determined to be the longitudinal floating mode, the first vertical flexural mode and the first torsional mode, which demonstrate that the method of stiffness distribution for three beams model is accurate and method to identify modal parameters is effective under ambient excitation modal test.     

基于Lagrange乘数法悬臂施工连续梁桥线形最优控制

大跨径连续梁桥悬臂施工过程中各种误差的存在,使得实际结构的线形很难精确达到期望的数值.结合长珲一级公路在建的长新高架桥悬臂浇注的施工状况,对待建结构的几何线形最优控制问题进行了深入探讨,以优化控制理论的数学模型为基础,选择适当状态方程及量测方程,引入约束条件下的拉格朗日优化方法,通过求解目标函数在约束条件下的极值来实现对结构几何线形的最优控制.结果表明,该方法不仅计算简便、适用性强,而且具有较高的精度,为桥梁的安全施工和合理的成桥几何线形提供了有力的技术依据.     

大跨度斜拉桥双边箱梁剪力滞效应研究

为明确宽幅薄壁双边箱梁斜拉桥在最大悬臂施工阶段主要荷载对剪力滞效应的影响,以某斜拉桥为研究对象,采用有限元方法计算分析了混凝土双边箱梁截面在不同荷载单独作用及组合作用下的剪力滞效应。分析表明,自重作用下,距离塔根越近,箱梁剪力滞效应越明显;斜拉索索力对主梁剪力滞效应影响规律与自重类似;纵向预应力作用下,全桥剪力滞效应不明显;通过调整纵向预应力及斜拉索索力参数,可以优化双边箱梁的剪力滞效应。     

大跨度钢斜拉桥施工误差调整方法研究

按理论计算结果进行施工时，斜拉桥实际线形和内力与设计理想状态可能会存在一定误差，这不仅影响桥梁美观和行车舒适，同时还会影响桥梁使用寿命．针对斜拉桥施工中的线形、内力等施工误差，推导了用最小二乘法对其进行调整的基本方程，提出考虑结构几何非线性的误差调整方法．结合某大跨度钢斜拉桥施工阶段的主梁标高误差调整，用最小二乘法给出两种索力调整方案，结果表明，最小二乘法用于斜拉桥施工误差调整是可行的．     

斜拉桥施工过程中的监控研究

为保证主桥施工期间的质量和安全,积累设计、施工技术资料,同时也为今后科研积累科学数据,进行施工控制是很有必要的。因而针对斜拉桥上部结构施工方案总体:满堂支架立模分步现浇主梁及索塔,集中安装并张拉斜拉索,探讨施工控制的组织体系及方法。拟定施工控制实施方案,可有计划、有步骤、科学地进行施工控制工作。     

预应力混凝土斜拉桥悬浇施工过程控制的研究

针对悬浇施工过程中结构内力及线形不断变化且规律复杂的问题，提出了对牵索索力和挂篮前端
标高进行控制的方法.在对悬浇施工工艺进行探讨的基础上，根据挂篮牵索锚固点处的变形协调条件，推
导出牵索索力随混凝土浇筑而增加量的计算公式，并建立了悬浇过程中各工况下挂篮前端标高控制的计算
公式，从而得到了预应力混凝土(PC)斜拉桥悬浇过程索力和线形的双控方法.研究结果表明，在杭州文晖
大桥悬浇过程控制中，挂篮前端标高的误差都在1 cm内，大部分节段的牵索索力误差在40.0 kN内.该方法
可对PC斜拉桥的悬浇过程进行准确地控制，有效地改善了索力及线形的误差状况.     

Micromechanical analysis of interaction energy for SMA reinforced composite

The energy of the interaction between the matrix and the inclusions in shape memory alloy (SMA) reinforced composite is one of the most important and complicated parts in thermodynamic constitutive theory. In this paper, the interaction energy is derived based on the classical theory of micromechanics and the thermodynamic theory. The SMA composite is treated as three phases, namely the austenitic phase, the martensite phase and the matrix phase. The interaction among the three phases is analyzed in a way close to the fact. The present expression is used to calculate the interaction energy of a typical SMA composite with attentions paid to understand of the effects of the matrix material, the fiber geometry, and the fiber/matrix volume ratio. It is shown that the method developed in this paper is credible compared with the references. Some useful conclusions are obtained. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 10772021 and 90205007)     

车内噪声智能控制系统的模态最优控制

研究了模态坐标下的噪声智能控制,给出了基于孤立模态最优控制的模态控制器设计方法。在此基础上,研究了噪声智能控制系统的最优控制,给出了箱式板梁组合空腔结构控制前后的结构位移响应及内部的噪声响应。数值结果表明,应用本文的智能控制方法,可使声场强度由控制前的94.32dB降到87.27dB;结构振动位移及内部的声压幅值也大幅度降低。     

大型桥梁动力检测测点优化的改进遗传算法及其应用

回顾了基于动力检测的传感器优化布置准则和方法,提出了一种应用改进遗传算法,服务于大型桥梁动力检测的测点优化方法,并将该方法具体应用到了哈尔滨四方台大桥的动力检测中.该算法改进了约束条件,对于传统遗传算法在大型结构应用时收敛慢且易陷入局部最优的缺陷进行了自适应和全面交叉改进,这种改进大大加快了收敛速度,并确保该算法能搜索到最优值.把经典的优化准则———有效独立准则,模态置信准则,模态应变能准则等以适应度的形式嵌入改进遗传算法中,得出各自的优化布置.通过对哈尔滨四方台大桥模型的仿真分析,证明改进的遗传算法在搜索能力、计算效率、可靠性等相对于传统遗传算法有较大的改善,搜索能力明显优于经典的序列法.在此基础上选取三种典型方法应用于哈尔滨四方台大桥的检测中,用实际采样得到的响应数据进行模态参数辨识,得出了该结构的振型,通过实际应用证明了上述方法的可行性.