支座运动激励下索-梁结构非线性振动分析

利用达朗贝尔原理,建立了支座运动下索-梁结构的面内面外耦合运动偏微分方程,根据拉索一端对悬臂梁自由端的连接简化引入自然边界条件,选取斜拉索、梁的低阶模态,利用Galerkin法得到索-梁结构的常微分运动方程。仿真分析表明,在支座运动激励下,索-梁结构中的拉索会产生面内面外耦合的参数振动,而梁则仅在面内进行振动。     

列车荷载作用下铁路斜拉桥索-梁相关振动研究

为了研究大跨度铁路斜拉桥的索-梁相关振动,基于拉索非线性振动理论,开发了有限元索动力单元,该单元在静力计算中为普通直杆单元,动力特性计算中可以计算拉索局部自振频率,动力时程计算中可以计算拉索非线性振动与整体结构振动的相互作用;编制了计算程序,建立了大跨度铁路斜拉桥有限元模型,同时使用索动力单元模拟斜拉索,最后研究了列车通过斜拉桥时梁、塔的带动下拉索发生索-梁相关振动的特性。结果表明:对于大跨度铁路斜拉桥,列车在设计速度范围内通过桥梁时索-梁相关振动不会导致拉索产生大幅振动。     

斜拉拱桥平面内非线性稳定性研究

斜拉拱桥是一种新型的拱桥结构形式,它有机结合了拱桥和斜拉桥的特点。对于斜拉拱桥而言,稳定性问题是设计施工中的重要环节。本文通过对斜拉拱桥的分析,研究了不同边界条件、荷载工况下斜拉拱桥面内非线性稳定性,讨论了斜拉索参数对斜拉拱面内稳定性的影响。     

索-梁组合结构的动力学建模理论及其内共振分析

利用索 -梁组合结构的连接条件及边界条件 ,建立了索 -梁组合结构的约化运动学控制方程。利用Galer kin模态截断 ,得到了该系统的多模态离散动力学方程。利用多尺度摄动方法 ,分析了索 -梁组合结构可能出现的内共振模式 ,并对该系统的内共振行为进行了数值模拟     

斜拉桥拉索参数振动的研究

为探讨桥面激励对斜拉索非线性的影响,研究了斜拉桥中拉索的参数振动,得出了拉索与全桥振动的频率匹配关系,并指出了抑制拉索参数振动的有效措施。结果表明,增大阻尼比并不能有效地抑制拉索的参数振动,但当阻尼比大于某一值时,拉索将不会发生参数振动;激励幅值越大,拉索发生参数振动时瞬态振幅和稳态振幅也越大,当激励幅值小于某一值时,拉索不会发生参数振动;为了抑制拉索的参数振动,可以通过拉索的阻尼比及拉索的激励幅值来综合控制。     

大跨度斜拉桥拉索参数振动分析

大跨度斜拉桥在荷载的作用下,桥面和桥塔会按一定的频率振动,在一定条件下可能诱发斜拉索参数共振,影响形成安全和斜拉索的耐久性。文章以某大跨斜拉桥为工程背景,在考虑索、塔、梁的协同作用下,通过分析拉索参数振动机理、计算该桥的动力特性、拉索振动频率,得出参数振动与线性内部共振的条件及影响因素,为设置拉索的抑制振动装置提供理论依据。     

受支承运动作用的拉索大幅振动

斜拉索在支承运动作用下容易发生大幅振动.为了研究这种大幅振动机理,首先基于斜拉索的拟静态假设,利用Hamilton变分原理得到拉索空间运动的非线性方程.同时把拉索的位移展开成固有模态的级数和,并利用Galerkin方法得到一个有限维的动力系统.然后基于打靶法和延拓方法研究拉索的周期运动,同时利用数值积分研究主共振区的一些非周期运动.最后讨论倾斜角对拉索周期运动的影响.研究结果表明:倍周期失稳和1:1内共振强烈激发的模态非线性作用可能导致拉索的非平面运动.此外,当拉索的倾斜角较小时,支承运动作用下的拉索大幅振动受拉索竖向运动惯性力导致的主共振控制;相反倾斜角较大时,拉索的大幅振动受轴向运动惯性力导致的参数激励控制.     

基于挠度理论的某类特殊转体拱截面挠度方程的建立

依据任意轴线拱按挠度理论建立的基本微分方程,结合转体拱桥在转体合龙前存在半跨-拉索这一特殊结构形式,在忽略轴向力、温度和收缩影响下,推导了某类特殊截面形式的抛物线半拱-水平索结构体系的挠度基本方程。     

大跨度斜拉桥的拉索减振方法

随着现代材料和施工技术的发展,新一代桥梁结构往往柔性大、阻尼小且质量轻,对风的敏感程度也就越来越高。尤其是大跨斜拉桥的拉索构件,极易在风的激励下产生以下几种典型的风致振动:卡门(Karman)涡激共振、尾流弛振,结冰索的弛振、风雨激振等。其中,风雨激振是指在风雨的共同作用下,拉索将发生的低频率、大幅度振动,但对这种振动产生的机理目前尚未有充分的认识。这些振动现象,会引起拉索中应力的交替变化而造成索股疲劳,导致人们对斜拉桥安全性的怀疑。因此,如何有效地防止或抑制包括风雨激振在内的拉索振动现象,已成为结构工程师讨论的…     

索膜屋盖结构横风向共振响应的时程分析方法

索膜屋盖结构的横风向共振问题与以往研究的高层 /高耸结构的横风向共振问题有较大区别。本文根据索膜屋盖结构的受力特点 ,发展了一种适合大跨索膜结构非线性横风向风振响应计算分析的方法 ,利用Newmark法和Newton Raphson法的思想推导了索膜结构在横风向风荷载作用下 ,结构的非线性动力增量平衡方程 ,并提出如何判别结构发生横风向共振的方法。文中还对有关参数的取值进行了讨论。最后本文利用ANSYS程序对某算例进行分析 ,得到其发生横风向共振时的风速     

大跨度张弦梁结构的自振特性研究

建立了大跨度张弦梁结构非线性动力特性分析的有限元模型,首先分析了张弦梁结构的自振特性,探讨各阶频率及对应振型的分布规律,然后进行参数分析,主要从下弦索面积、恒载以及预应力等关键参数变化来比较,得出这些参数变化对结构自振特性的影响,从而得出一些有益于设计的结论。     

大跨度两铰钢拱桥面内结构设计计算方法

大跨度拱桥具有显著的几何非线性力学行为,按线性设计理论不能满足安全要求,考虑由拱肋变形产生的附加弯矩和精确推算结构的稳定强度是设计中的重要课题。以两铰钢拱桥为对象,提出了考虑非线性影响以及高精度稳定强度的拱桥结构设计方法,以跨度160 m和200 m的两桥计算模型为例,验证了按非线性理论设计的必要性以及本设计方法的合理性,分析结果表明按线性计算方法和弹性稳定理论不能精确评价结构的受力特性和强度。     

菱形双曲抛物面索-拱体系的静力性能和参数分析

探讨了菱形双曲抛物面索＿拱体系中索预拉力、索与拱的曲率、拱竖向抗弯刚度、索与拱轴向刚度比等主要设计参数对体系静力性能的影响规律。通过对大量索－拱体系的参数分析,找出了影响索－拱体系工作性能的主要因素,并给出了较优的参数建议。     

索拱吊挂轻型组合楼盖结构的静动力性能及张拉控制

采用有限元分析软件ANSYS对一种新型索拱吊挂轻型组合楼盖结构体系进行了静动力分析,并采用现场实测与计算机仿真分析相结合的方法对索拱吊挂楼盖的新型工艺进行了分析。结果表明,结构体系的基频较高,模态不密集;撑杆与拱型桁架梁连接处截面是索拱主要的控制截面;施工顺序影响整体结构的受力状态;张拉预应力索可以减小拱梁在使用阶段的单元应力,但在施工阶段,张拉预应力索却增加了拱梁的压应力,对结构产生了不利影响。     

菱形双曲势力的面索—拱体系的静力性能和参数分析

探讨了菱形双曲抛物面索－拱体系中索预拉力、索与拱的曲率、拱竖向抗弯刚度、索与拱轴向刚度比等主要设计参数对体系静力性能的影响规律。通过大量索－拱体系的参数分析,找出了影响索－拱体系工作性能的主要因素,并给出了较优的参数建议。     

新广州站索拱结构屋盖体系连续倒塌分析

以新广州站索拱结构屋盖体系为对象,对大跨度空间结构的连续倒塌分析方法进行了研究。利用基于概念判断的敏感性分析方法分析了单榀索拱结构的重要构件。对整体结构的重要构件及其几何位置分布、整体结构中空间作用的分布情况进行了讨论。采用变换荷载路径法（AP法）对该屋盖结构的抗连续倒塌性能进行了评估,并对比了AP法中线性动力计算和静力计算的结果。分析结果表明：静力计算结果偏于保守,而对于含有预应力拉索的结构体系,应考虑构件意外失效前整体结构的初始状态。新广州站屋盖结构体系具有较好的抗连续倒塌性能,该工程采用的新型空间索拱结构及巨型桁架是提高该结构体系抗连续倒塌能力的有效措施。索拱中采用的双索设置增加了正常使用情况下换索的可行性。图8表3参15     

Parametric oscillation of cables and aerodynamic effect

This paper addresses the aerodynamic effect on the nonlinear oscillation, particularly parametric vibration of cables in cable-stayed bridges. A simplified 2-DOF model, including a beam and a stayed cable, is formulated first. Response of the cable under global harmonic excitation which is associated with wind speed is obtained using the multiple scales method. Via numerical analysis, the stability condition of the cable in terms of wind speed is derived. The method is applied to a numerical example and a long-span bridge to analyze its all stay cables. It is demonstrated that very large vibration at one of the longest cables in the middle span of the bridge can be parametrically excited when the wind speed is over around 210 km/h (58.5 m/s).     

斜拉桥索-桥耦合非线性参数振动数值研究

考虑拉索垂度及几何非线性的影响 ,建立了斜拉桥拉索与桥面耦合振动的非线性参数振动精细模型 ,用龙格 库塔直接积分方法对典型拉索进行了数值求解。研究结果表明 ,拉索与桥面的耦合参数振动特性与索的垂度、振动频率、倾斜角度等有关。并阐明了本文模型的实用性     

蝶形钢索-拱桥的几个设计参数分析

本工程是某学校校区内一座钢索一拱桥,本文分析了影响该结构的几个参数,首先本文比较了圆弧形和抛物线形拱轴线对整个结构的受力、变形、周期和振型的影响,以及竖向荷载和竖向刚度分配的影响;同时本文还分析了索与拱平面的夹角和拱与水平面夹角的关系及其对整个结构的影响;再者本文分析了桥面支座形式对整个结构的影响。     

斜拉索的参数振动

对斜拉桥拉索的参数振动问题建立了非线性力学模型 ,并进行了数值计算分析。指出了拉索参数振动的可能性 ,并对其特征进行了研究。对桥面振动而导致的拉索振动提出了一种新的抑振装置 ,计算结果表明具有较好的减振效果