基于动静载试验的连续刚构桥梁模型修正

为研究一种在役桥梁数值计算模型快速修正方法,针对某在役大跨度连续刚构桥梁,根据桥梁动载试验的结果,对一阶频率进行分析,比较了一阶频率对刚度矩阵和质量矩阵的灵敏度,使用矩阵型修正法对桥梁模型进行了有限元模型修正。对比了修正后模型在3种不同工况下的中跨跨中静挠度值,结果表明:修正后的模型误差均在5%以内,满足工程需求,修正结果与实测数据吻合良好,修正后模型更加符合桥梁服役现状。     

基于优化设计理论的桥梁有限元模型修正

为改善桥梁有限元建模的精度,降低理论模型计算结果与实验结果之间的误差,采用模型修正技术对建立的初始有限元模型进行修正.利用桥梁模态参数识别结果,以频率残差和实测自由度上振型分量残差加权和最小为优化计算目标,无须振型扩阶,避免了由此引入误差的影响.依据工程经验对修正参数和频率变动施以约束条件,将有限元模型修正问题归结到约束优化问题.问题的求解采用基于梯度下降的优化迭代算法.仿真结果表明,经过修正后的有限元计算模型计算结果与实验结果非常接近.可以应用于动力实验模型修正.     

基于桥梁结构动力特性的静力性能预测

桥梁荷载试验法是对桥梁结构工作状态进行直接测试的一种检定手段,通过动、静荷载试验测试出桥梁结构的各种动、静载响应,评定桥梁实际承载能力和受力性能,是评价桥梁性能最可靠的一种方法。基于环境振动的动载试验具有无须贵重的激励设备,不打断结构的正常使用,方便省时,只需测定响应数据等优点,已经广泛的应用于桥梁结构检测之中。静载试验通常所需要的周期长、费用大、评定结果稳定可靠,而动载试验相对来讲周期短,费用较小,并且对于多跨桥梁可以评价整桥的结构性能,各有优缺点。本文基于环境振动试验测试桥梁在动载作用下的响应,得到桥梁的频率、阻尼和振型等模态参数,将桥梁结构的模态参数和静载试验结果相互联系起来,用结构的模态参数来预测结构的承载能力,对结构的可靠性进行评估,从而可以减少结构荷载试验的费用。     

基于响应面法的钢箱梁桥有限元模型修正

对桥梁有限元模型进行修正,对于提高有限元模型精度具有重要的意义。作者基于实测模态数据,以频率残差作为目标函数,采用中心差分法进行灵敏度分析得到待修正参数,采用正交试验数据拟合得到相应的响应面方程,最后采用遗传算法对响应面方程进行了优化求解。计算结果表明,经过修正后的有限元模型精度显著提高,基于响应面法的有限元模型修正具有思路清晰、求解效率高、精度高等优点。     

钢桁架人行天桥的振动实测分析与舒适度评价

对连接2栋建筑净跨度达45 m的某曲线型钢桁架人行天桥展开现场人行振动加速度响应实测,得到了在各种行走和跳跃工况下人行天桥加速度响应的现场实测数据.基于希尔伯特-黄变换,对人行天桥结构的动力特性,包括自振频率和结构阻尼,进行了有效识别.利用有限元软件建立了该人行天桥结构有限元模型,分析天桥结构在行人荷载激励条件下的动力响应.对实测数据和数值分析结果进行比对,数值分析结果基本符合现场实测数据.最后,结合国内外规范对该天桥的人行舒适度进行了合理评价.     

尤溪水东大桥动力特性分析

福建省尤溪县水东大桥水东村侧主桥为四跨预应力混凝土V形墩连续刚构桥,为检测桥梁结构的动力性能,进行了脉动试验和跑车试验,得到了桥梁结构的前几阶自振频率、阻尼比、振型特点,以及在不同跑车工况下的冲击系数和竖向加速度响应幅值.同时采用有限元软件Midas Civil建立了有限元模型,将有限元动力分析结果与动载试验结果进行了比较,对桥梁的工作状况和受力性能作出评判:该桥实际刚度较大,竖向一阶频率与同类结构相近,结构易发生顺桥向侧移;行车较舒适,结构偏安全.     

景观桥钢箱梁加固方案的设计计算及比较分析

对某景观桥进行了检测评定,提出了3种加固方案,并采用大型通用有限元软件ANSYS建立了桥梁上部结构模型以及3种加固方案的模型,其中加固方案模型建立于根据静载试验数据修正后的模型之上;利用该模型进行了设计荷载工况下的静力分析和模态分析,并根据计算结果比较了3种加固方案以及参数变化对桥梁挠度、支座区最大等效应力、极限承栽力以及动力特性的影响。结果表明：综合采用加固方案1和加固方案3是比较合理的。     

基于静载试验的梁格模型修正

建立基于静载试验的弯梁桥有限元模型的修正方法,将在不同工况下的梁格模型计算值与试验值进行模型修正,探讨了梁桥模型修正的计算方法。运用中点误差公式计算各个工况下修正参数对位移的灵敏度,通过内点法构造增广目标函数,运用Ｍａｔｌａｂ软件中内点法工具箱迭代出优化后的修正参数,将优化后的参数替换梁格模型中原参数,从而得到与实际结构响应相吻合的梁格模型。该模型可有效应用于桥梁结构性能评价、损伤识别等进一步的计算分析。     

塘屿刚架拱桥的荷载试验研究

荷载试验是评估桥梁实际工作状态和承载能力最直接的方法,也是评定桥梁结构的使用状况的有效方法。文章以塘屿刚架拱桥为工程实例,通过对桥梁结构在荷载作用下的应变、变形、振动频率及振幅等实际响应的研究,阐述了荷载试验的静载试验和动载试验过程,分析了荷载试验结果,阐明了桥梁结构承载能力与工作状态。结果表明:静载试验中,荷载试验效率为0.96~1.00,测试截面的混凝土应力校验系数为0.23~0.82,钢筋应力校验系数为0.04~0.12,试验桥跨的强度能够满足设计荷载的使用要求;动载试验中,实测竖向变形校验系数均值为1.10,自振频率为3.91 Hz,冲击系数为0.35,均小于规范限值或理论计算值要求,使得桥跨的竖向整体刚度不足,冲击效应偏大。     

苍溪某新建连续梁桥荷载试验分析

为检验桥梁性能及工作状态,对苍溪某新建连续梁桥进行静动载试验。运用有限元法建立试验模型进行计算,再用等效的车辆荷载对桥梁进行静力加载;通过不同速度的跑车试验和跳车试验对桥梁进行动力加载,并通过模态软件分析,可得到跑车和跳车试验对桥梁的冲击作用;结合计算和静动载试验数据分析,获知该桥的结构现状及整体受力性能情况,确定该桥符合桥梁规范公路Ⅱ级荷载等级要求,桥梁的静动力性能良好。该次试验为了解施工质量、全面检验桥梁结构的可靠性提供了必要的数据支持,也可为以后同类型连续梁桥的竣工验收提供理论参考。       

锚喷混凝土加固小铰缝板桥研究

基于有限元理论,借助通用计算程序ANSYS对一实桥建立有限元模型,结合检测结果,分析了该桥在不同荷载工况下挠度、应力、自振频率以及振型特征的变化趋势,研究了加固前后桥梁结构的静、动力特性.结果表明:锚喷混凝土加固小铰缝板桥有效地降低板梁截面的应力和应变,提高桥梁结构的自振频率.由此可知,锚喷混凝土加固可提高结构的整体刚度,增强结构的抗弯及抗扭能力,改善桥梁整体受力特性,具有较高的推广应用价值.     

溪南大桥空间梁格理论分析与检测试验研究

溪南大桥经过多年的使用出现一些病害,为摸清桥梁结构的力学性能确保使用安全,基于空间梁格分析理论,对溪南大桥主跨上部结构进行空间梁格简化,建立空间梁格有限元模型,根据设计荷载,对桥梁结构进行静动载理论模拟分析。同时以理论分析结果为依据,对该桥进行静动载现场试验,并且对该桥进行外观及无损检测研究。分析与检测结果表明该桥使用性能较差,一些病害对结构安全、耐久性、正常使用状况等方面危害较大。     

互通式立交匝道桥静动载试验研究

为了了解某互通式立交匝道桥的整体受力性能,对该桥进行了静、动载试验,根据试验和理论计算结果对其承载能力及工作性能进行了评价.结果表明:该桥在静载作用下桥梁控制截面的应力和变形满足设计要求,在动载作用下桥梁的振动频率、冲击系数和振动阻尼比等实测动态特性与理论计算结果吻合较好,有较好的动力特性,竖向刚度满足要求.所得结果为该桥的验收与养护提供了必要的技术数据.     

大跨径独塔斜拉桥成桥5年实桥试验对比分析

为了对某大跨径独塔混凝土斜拉桥的实际承载能力和健康状况进行分析与评价,在2008年和2013年进行了外观检查和荷载试验。通过有限元模型分析、外观检查、斜拉索索力测试和荷载试验,对测试结果和试验数据进行对比,对桥梁的实际承载能力进行分析,并对桥梁健康状况的变化进行总结。结果表明:海洋气候会造成钢结构腐蚀,海水的潮汐作用会对桥梁下部结构特别是基础和墩台造成明显影响。全桥斜拉索索力值没有出现太大的变化。荷载作用下主梁的挠度规律与理论计算基本一致;实测主梁的挠度小于规范规定的限值;应变、挠度和主塔偏位校验系数均满足规范的限值要求。与2008年实测频率相比,2013年大桥的实测频率未发生明显改变;与理论结果相比,实测振型与理论计算结果一致,实测频率略大于理论计算结果,说明荷载试验的理论计算准确,桥梁整体动力性能良好。     

某空腹式双曲拱桥承载力现场测试与分析

为检验在役双曲拱桥的承载能力与动力特性,对某净跨为36 m空腹式双曲拱桥进行了静载试验、动载试验及空间有限元分析。测试结构的静态应变、动态应变、挠度、自振频率、振型及加速度等结构反应,计算得出冲击系数。将实测结果与有限元结果进行对比分析,结果表明：应变校验系数为0.5~0.9,结构具有较好承载力。实测的各阶频率及相应振型与有限元计算结果比较吻合,桥梁整体竖向刚度较好。     

基于车桥振动的桥梁振型识别及主梁挠度计算方法

根据桥梁间接测量法的基本原理,对一座三跨连续梁桥建立车桥振动有限元模型,提取匀速通过桥梁时车辆竖向加速度时程响应,利用中心差分法计算接触点加速度时程响应,采用快速傅里叶变换得到加速度频谱图,应用峰值拾取法识别出桥梁的前三阶频率;利用带通滤波技术从接触点竖向加速度响应中提取与桥梁频率相关的分量响应,通过希尔伯特变换得到测试桥梁的前三阶振型,并与有限元理论振型进行比较。结果表明：车体质量的改变对于振型识别没有明显影响;车速较低时对于振型的识别不利,但选择合适的驱车速度仍能够保证振型的识别精度。基于桥梁有限元模型,将识别的振型进行质量归一化,计算主梁的测试位移柔度矩阵,设计桥梁标准荷载试验方案,利用柔度矩阵计算主梁在试验荷载下的预测挠度,并与理论挠度进行比较。结果表明,在合适的车速下,预测挠度与理论挠度误差基本满足工程精度要求。     

中承式钢管混凝土拱桥荷载试验

钢管混凝土拱桥是我国近年来桥梁发展的新技术,笔者详细介绍了松原市中承式钢管混凝土拱桥荷载试验情况.通过荷载试验,检验桥梁整体受力性能和承载力是否达到设计要求,实验内容包括：静载试验,测定试验孔的静应变、静挠度,计算校验系数,验证该桥工程质量的安全可靠性;通过动载试验,测定试验孔的动力响应,以检测其在动态荷载作用下桥梁的受力状态,通过试验及计算,表明桥梁能够满足使用要求.     

某公路桥荷载试验研究

依据静载试验所需工况,活荷载在设计范围内最不利桥梁安全位置,按理论公式和规范中相应的标准计算得出参数。采用了midas/civil有限元模型模拟各工况下桥梁内力和位移的变化,发现结构在试验所给荷载下的桥梁实际运行状态,分析在役桥梁工作状态下,判定其安全承载能力与设计值是否在规范允许值内,比较理论下的静、动力计算结果和实际试验结果,并结合相关规范,分析理论结果及试验结果,评价其桥梁状况。     

动载作用下半刚性沥青路面瞬态响应分析

为了研究车辆行驶作用下半刚性基层沥青路面的力学响应规律,采用大型有限元分析软件ANSYS12.0,基于实测荷载图式建立了非均布竖向移动荷载下层间有限粘结的弹性体系模型,探讨了动载作用下半刚性沥青路面竖向位移、各向应力和应变的瞬态动力响应规律。结果表明:通过实测轮胎接地面积计算得到折减系数为0.82,进而得到更为精确的荷载响应结果;荷载移动过程中,半刚性沥青路面的水平拉应力和拉应变的最大值并非出现在基层层底,路面各层计算点会出现交替受压或受拉现象;进行路面结构分析时,应通过控制行车方向的应力和应变满足水平方向的力学响应要求。     

桥梁静动载荷载试验研究

通过静载试验测量结构受力部位的挠度、位移和应力变化;通过动载试验,掌握桥梁结构的动力特性,了解桥梁对动载激励的总体反应,判断桥梁的总体结构刚度和内在力学特性,为桥梁的安全使用提供依据;通过静、动载试验研究和理论计算分析,评定桥跨结构实际承载能力,工程的可靠性,以及在实际使用荷载下的工作性能;为桥梁的使用、维修和管理提供依据。