下弦与撑杆改进构型张弦梁结构抗连续倒塌动力试验研究

为研究下弦与撑杆改进构型张弦梁结构在连续倒塌过程中的动力响应与失效机理，参考国内某工程张弦梁结构，设计了一个改进构型的张弦梁结构模型。采用基于电磁控制的局部初始失效装置模拟跨中下弦杆失效，对该模型开展了抗连续倒塌动力试验研究。基于ANSYS/LS-DYNA程序对该类结构建立抗连续倒塌有限元模型，并通过试验和有限元联合分析明确了该类结构的备用传力路径、关键构件以及竖向位移动力放大系数的变化规律等。结果表明：改进构型张弦梁结构任一段下弦失效后，失效区域形成的空腹桁架为结构提供了备用传力路径，提高了结构抗连续倒塌性能；下撑杆作为下弦失效后的第二道防线，是剩余结构的关键构件，其失效将引发结构连续倒塌；当剩余结构受力处于弹性阶段时，竖向位移动力放大系数在1.2左右，随着结构进入塑性的程度增大，竖向位移动力放大系数逐渐增大，当荷载达到3.0倍设计工况时，动力放大系数接近2.0。     

基于实测车流的大跨度悬索桥振动响应研究

以江阴长江公路大桥为工程背景,对大桥收费站实测交通流数据进行统计,建立典型车辆的等效荷载模型,模拟具有实际车流特性的6车道随机交通流。基于数值仿真技术编制程序,并考虑车-桥耦合效应,应用所模拟的6车道交通流和大桥有限元模型,计算大桥在实测车流作用下主梁不同位置位移和内力的振动响应以及动力放大系数。通过对位移和内力的变化规律分析,研究实测车流作用下大跨度悬索桥的振动响应特征。研究结果表明:不同地区典型车辆荷载存在一定差异;车流作用下大桥主梁1/4跨位置位移振动响应最大,而内力振动响应极值出现在大桥跨中位置;位移动力放大系数与现行规范规定符合程度较高;考虑车-桥耦合效应的内力动力放大系数与规范相比偏差较大,内力动力放大系数对局部范围内的车辆振动更加敏感。     

基于应力比值法的张弦结构动力放大系数研究

在结构连续倒塌分析中,可通过荷载动力放大系数将静力荷载进行放大,从而间接模拟结构的动力响应.目前国内外相关文献中关于动力放大系数取值的观点不同.对于空间结构,杆件失效后剩余结构容易出现塑性;塑性程度对动力放大系数影响较大,使得动力放大系数具有不确定性.提出采用应力比值法研究张弦结构的动力放大系数,其过程为:在设计荷载组合下控制结构不同的平均应力比值,得到不同构件截面大小的结构模型,然后对这些模型进行动力放大系数的分析.为了充分研究动力放大响应,分别定义了弹性位移动力放大系数、弹塑性动力放大系数和荷载动力放大系数.分析结果表明:对于张弦结构,弹性动力放大系数最大不超过2.0;由于塑性的发展,弹塑性动力放大系数有可能超过2.0.荷载动力放大系数取2.0比较保守;建议索破坏时荷载动力放大系数取1.6 ～1.8,其他重要构件破坏时荷载动力放大系数取1.3 ～1.5.     

基于移动控制力模型的轨道梁动力特性初步研究

磁浮轨道梁动力特性是磁浮关键技术研究中的重要内容,该方面的研究一直以来备受结构工程界的关注。结合已有研究成果,建立了悬浮模块与轨道梁动力相互作用模型,考虑主动控制的电磁力特性,对一系列悬浮模块在轨道梁上移动引起的动力响应进行数值仿真计算,分析了轨道梁阻尼比、跨数、重量和列车运行速度对轨道梁变形特性的影响规律。分析结果表明:结构阻尼对梁系统动力特性影响较小;基频不变的条件下,简支梁质量变化对梁动力系数的影响很小;随着速度提高,冲击系数总体上呈波动上升趋势,但在正常运行速度下并未出现明显的共振现象。本文的研究结论为轨道梁合理设计参数的选取提供了理论依据。     

高速列车荷载下地下结构动力响应分析

以济南西客站站台下的地铁隧道为研究对象,重点研究高铁荷载作用下地下结构的动力响应。列车高速移动时伴随着振动,所以既要考虑荷载的移动,也要考虑荷载的振动。首先应用移动问题有限元方法计算移动放大系数,然后应用ABAQUS软件分析振动荷载作用时高铁站台下地铁隧道的动力响应,并给出了一些数值算例。     

粘钢加固钢筋混凝土梁的动态有限元建模与分析

在分离模式钢筋混凝土梁的有限元模型基础上，对粘钢加固钢筋混凝土梁建立了钢筋混凝土梁—粘结剂层—加固薄钢板的层叠结构有限元模型，并利用此模型对粘钢加固钢筋混凝土梁进行了动力学特性分析与动力响应计算。     

古建筑木结构屋盖振动台试验及数值模拟

以殿堂型木结构屋盖为研究对象,通过振动台试验以及ANSYS数值模拟对屋盖的动力响应进行研究,分别得出其在不同工况作用下的加速度最大响应值以及其整体结构的动力放大系数,并将振动台试验数据与数值模拟结果进行比较。研究表明：随着地震作用的增大,屋盖加速度峰值随之增大,整体结构的动力放大系数减小;动力放大系数试验值比ANSYS...     

高速列车与铁路简支梁桥动力相互作用研究

通过有限元分析软件建立桥梁有限元模型,以移动车轮加簧上质量模拟车辆,对不同工况下高速行驶的列车与简支桥梁的动力响应进行了研究和比较,得出了高速列车与桥梁系统的一些动力响应特性。     

核电厂循环风机地震模拟振动试验研究

通过对某核电厂循环风机的原型结构进行地震模拟振动台试验，得到风机结构的整体动力特性、各测点的动力响应以及其他性能指标在试验前后的变化。振动台试验主要包括试验首末2次白噪声扫频试验和5个OBE和1个SSE工况输入地震动的动力时程激振试验。另外，该文讨论了对所采用的人工地震动的要求。通过振动台试验中白噪声扫频发现循环风机结构在多次模拟地震激励之后，结构整体自振频率和阻尼几乎没有变化，结构无损伤；通过对动力时程响应结果的分析，发现各测点动力响应放大系数在OBE工况时略大于SSE工况，并且响应放大系数随着距离台面的距离的增大而增大；通过检查，循环风机的其他性能表现如升压、风量、气密性、启动时间以及运行功率等均在地震模拟振动试验中表现良好。     

车速对铁路桥梁动力响应的影响分析

针对桥梁结构对移动列车动力响应的复杂性,通过有限元分析软件ANSYS分析石太铁路一简支梁桥在不同车速下的动力响应,得出了铁路筒支梁桥在高速列车作用下的一些动力响应特性,从而为铁路简支梁桥的合理设计提供科学依据。     

盾构隧道受上方地下空间开挖荷载的影响分析

利用有限元软件MIDASGTS建立的三维有限元模型模拟下方盾构隧道的竖向和水平方向变形过程,以及在地下室和覆土荷载作用下的隧道变形增量、转换梁和连接板竖向变形、保护桩竖向和水平方向变形增量等,结果表明盾构隧道处于中风化岩层产生的变形增量约为其处于强风化岩层的13;增大转换梁刚度可在一定程度上减小盾构隧道和转换梁在上方荷载作用下的变形量;在基坑开挖和地下室施工全过程,盾构隧道的轴力和弯矩均处于较低受力水平,结构安全性未受影响。     

多梁式混凝土桥梁结构刚度的裂缝特征——动力分解综合识别法

基于有限模型梁的静、动力交替试验研究,分析了钢筋混凝土梁的基频、静刚度、动刚度在“正常使用”阶段的变化规律,建立静、动刚度比与结构内力、自振基频的回归关系式,在对混凝土梁进行非线性分析的基础上,建立了结构裂缝统计参数与结构特征参数之间的回归关系。基于模型桥的静、动力交替试验研究,分析了多梁式T型结构在“正常使用”阶段的变形、应力、内力、频率的变化规律和裂缝开展过程及其统计参数。提出易被工程技术人员所接受的多梁式结构预测评估的动力分解法——根据外观裂缝检查成果和动力试验参数将桥跨结构分解为单片梁,获得各梁目前状态下的动刚度及静刚度,并得到模型试验成果的验证。     

某城楼大跨度钢-混凝土叠合板组合楼盖振动舒适度研究

以某城楼大跨度楼盖为工程背景,开展了钢-混凝土叠合板组合楼盖振动舒适度评估研究。首先通过现场动力特性测试获得的楼盖结构一阶竖向动力特性,校核了建立的整体结构精细化有限元模型,然后仿真分析得到了楼盖受单人行走、多人行走以及单人跳跃等多种激励的动力响应,最后开展了楼盖振动舒适度评价。结果表明:该新型楼盖结构竖向刚度整体较大,具有较好的振动舒适度;有限元建模可将混凝土叠合板等效为整体壳单元,根据刚度、质量等效原则增加板厚来模拟装饰面层,钢梁和混凝土板的连接可按刚接处理。研究结果可为类似楼盖振动舒适度评估与有限元精细化建模提供参考。     

分层土中单桩和群桩水平动力阻抗的统计特性

基于Winkler地基梁模型,提出了计算分层土中单桩动力阻抗的有限元方法。假设土的弹性模量为随机场,利用Neumann随机有限元法得到了单桩水平动力阻抗的统计特性。在分析了动力相互作用因子的统计特性后,推导了群桩的水平动力阻抗的统计表达式。最后通过算例分析,得到了一些有意义的结论。     

张弦梁结构非线性地震响应分析

本文以广州国际会展中心单向空间张弦梁结构这一典型张弦梁结构为计算分析算例,应用大型有限元软件AN-SYS对张弦梁结构的地震响应进行了空间非线性时程反应分析,探讨了张弦梁结构在两种不同地震波作用下竖向地震和水平地震响应,得到结构的动位移响应和动内力响应时程曲线。总结出一些有意义的结论,供张弦梁结构的工程应用参考。     

A modified numerical VBI element for vehicles with constant velocity including road irregularities

There has been a growing interest to model and analyze Vehicle-Bridge Interaction (VBI) of intricate vehicles on bridges. The objective of such an analysis is to realistically investigate the dynamic effects of moving vehicles particularly in case of high-speed trains, where the vehicle acceleration is a design criterion and should be calculated appropriately. One method of analysis is to eliminate the wheel degrees of freedom (DOF) that are in direct contact with the bridge surface resulting in a VBI element, which is a modified beam element acted upon directly by wheel(s) of a running vehicle. The contact force is the mutual force between the wheel and the bridge. The available formulation in the literature is used to formulate the contact forces, which are related to those in the beam element DOFs by the Hermitian interpolation functions. Considering suitable interpolation functions between the beam element displacement vector and those for contact points and also a new formulation for the contact points, a new formulation is proposed for the structural properties of the VBI element, resulting in a new element capable of capturing bridge and vehicle responses more realistically. A study is conducted on the model variables and their effects on the bridge dynamic amplification factor and also bridge and vehicle accelerations, in order to compare the new VBI method with the existing one. The studied parameters include vehicle and bridge damping, frequency parameter, system mass parameter, and a new parameter called vehicle mass parameter. Results generally demonstrate noticeable differences particularly for high speed vehicles. In addition, it is observed that the effect of shear deformations in a simply-supported bridge might not be negligible and should be considered for moving vehicle analysis. For double girder open-deck steel railway bridges, the difference in midspan deflection of models including or excluding shear deformation can vary from 18% to 8% for 4.0 m and 30.0 m spans, respectively, for a sample vehicle.     

地震作用下宽箱鱼腹式连续梁桥地震响应分析

为了研究宽箱鱼腹式箱梁在地震作用下的动力特性,对哈尔滨市某立交桥进行动载试验,并用Midas Civil建立有限元模型,分析该桥的动力特性。通过对比理论数据与试验数据,验证模型准确性,在此基础上对模型施加地震荷载,进行非线性时程分析,研究宽箱鱼腹式连续箱梁桥在地震作用下的响应。结果表明:地震作用下宽箱鱼腹式连续梁桥主梁横向抗弯及抗扭性能较好,各阶模态变形以主梁竖弯和桥墩侧弯为主,桥梁墩高对结构的振动响应影响较大,矮墩承受较大的水平地震力,主梁在纵桥向刚度较大,导致主梁和桥墩构件纵桥向地震响应同步。该研究可以为相关类型桥梁抗震设计提供参考依据。     

中承式拱桥动力分析的三维有限单元模型

在分析拱桥结构构造特点的基础上 ,考虑了各种结构参数 (结构及非结构质量的分布和偏心、结构刚度、边界条件等 )对中承式拱桥的自振特性的影响 ,对宽翼T形板构成的桥面采用三种有限单元模型 ,建立了拱桥的空间三维计算模型 ,并将其应用于浙江省某大桥的动力特性的计算[1] 。通过对三种有限元建模方式的计算结果的比较 ,说明改进的鱼骨式单梁法应用于这种宽翼T形板组成的桥面是适用的     

轨道结构参数对隧道地面点动力响应的影响分析

首先，以双层弹簧阻尼支撑Timoshenko梁作为轨道结构的力学模型，求得作用于基床表面的荷载；然后，以移动荷载作用下空间体作为地铁列车作用下隧道系统的力学模型，并在其动力响应广义Duhamel积分解的基础上，结合数值拟合的传递函数，给出不同轨道结构参数时地铁列车荷载作用下地面点动力响应的时程和频谱曲线，进而分析轨道结构参数对隧道地面点动力响应的影响。     

计算机自动控制液压技术在桥梁整体安装工法中的应用

本文通过北京昌平西关环岛桥梁改造这一国内首次桥梁上部结构整体置换工程案例的主要实施过程,详细介绍了自行式运梁车、均载系统、同步顶升千斤顶系统、提梁机、万向千斤顶等分别采用不同功能的计算机自动控制集成液压技术。基于计算机有限元软件对空间异形结构各工况施工过程受力状况的精确分析和验证,结合计算计算机自动控制液压顶升技术在旧梁使用过程中支护、旧梁移动运输、旧梁提降破碎、新梁整体称重、新梁整体运输、新梁精确整体就位等关键工序中应用,满足支顶系统在异形板各支点反力差异大情况下的自动调整适应、保持梁体变形在移动过程中路线纵横坡度变化下的有效控制,是新工法得以顺利实施的重要前提。