跨座式单轨曲线梁桥的车桥耦合振动分析

文章基于车桥耦合振动分析理论,对跨座式单轨车辆在曲线桥梁上运行时的车桥耦合振动状态进行了研究。车桥耦合动力系统包含车辆、桥梁子系统两部分,车辆与桥梁之间以轮轨关系相连。采用模态叠加法建立桥梁系统的振动方程,运用Lagrange方程推导单轨车辆系统的运动方程,通过单轨车辆充气轮胎的特性建立轮轨接触关系式。采用移动坐标系通过坐标变换,解决车辆曲线通过桥梁时的几何关系,同时考虑车辆运动过程中离心力。通过全过程迭代法求解车桥耦合系统振动方程。基于这些理论分析,对某跨径为24 m、曲线半径为300 m的跨座式单轨桥梁进行列车—曲线桥梁振动分析,得到单轨车辆通过曲线桥时的车桥振动特性和规律。     

简支板梁桥动挠度分析

根据简支板梁的振动方程,利用振型分解法推导出简支板梁在移动荷载作用下动挠度的公式,求得板梁跨中挠度的解析解;建立空心板梁的有限元模型,得到跨中挠度的数值解,通过比较解析解和数值解,并与桥规进行对照,验证了解析解的正确性。     

MATLAB在车桥耦合振动问题中的应用

运用达朗贝尔原理,采用欧拉-贝努利梁假设,推导四分之一车辆模型车桥耦合振动微分方程,然后利用数学软件MATLAB,根据此模型下的车-桥耦合振动方程箱写相应的计算程序.结果证明:利用MATLAB编制基于Ruge-Kutta法ode45内部函数的二次开发函数,较好地解决了车-桥耦合振动问题的数值求解,在保证精度的前提下,缩短了计算所需要的时间.     

车桥耦合振动对混凝土早期性能影响研究

本文分析了车桥耦合振动参数的变化规律,提出了合理的模拟试验方法和评价指标,研究了车桥耦合振动参数变化对混凝土性能的影响。研究表明,振幅、频率、振动模式及振动作用时间段等参数能合理地反映实际不同情况的车桥耦合振动,混凝土抗折强度保持率和早期离析程度是评价车桥耦合振动对混凝土性能影响的有效方法;随着振动频率及振幅的提高,混凝土受振后密实度降低,力学性能逐渐下降,早期离析程度和不均匀性逐渐增大;每分钟内振动时间越长,车桥耦合振动对混凝土性能损伤越显著;不同振动作用时间段对混凝土损伤情况不同,在早期(0~6h)和后期(>15h),车桥耦合振动对混凝土影响较小,在中期(6h~15h),车桥耦合振动对混凝土影响显著。     

大跨径轻轨桥梁车桥耦合振动分析

为了简化车桥耦合振动的分析过程,介绍了利用简化的车辆模型在ANSYS单一环境中实现车桥耦合振动分析的方法。以一座三跨轻轨连续梁桥为例,分析行车速度和地震作用对车桥耦合振动的影响。结果表明,行车速度对桥梁跨中竖向位移影响较小,对横向位移和加速度响应影响较大;考虑地震作用与列车荷载共同作用后,桥梁竖向位移、加速度及轴力峰值大于仅有列车荷载作用下的结果,说明地震作用和列车荷载存在一定程度的耦合。     

车桥耦合振动系统模型的研究

在Euler-Bernoulli梁理论基础上,采用正弦函数模拟桥面不平度,建立了车桥系统耦合振动模型,运用Galerkin方法对系统离散化,建立了符合实际的非自治时变系数的微分方程组,改进了现有车桥耦合振动模型,对于探索车桥耦合振动机理和桥梁设计具有一定的实用意义。     

车辆-桥梁耦合系统垂向振动的随机分析

研究车桥耦合系统在轨道高低不平顺激励下的垂向平稳随机振动。车辆采用二系悬挂6个自由度的4轴客车空间模型,桥梁采用空间梁单元模型,轨道不平顺假设为多点异相位平稳随机激励。采用虚拟激励法将轨道不平顺转化为一系列的简谐荷载形式。运用分离迭代法求解车桥耦合系统振动方程。分别采用虚拟激励法和Monte Carlo法对单跨33.3m简支梁进行随机振动分析,验证了方法的正确性。最后,以1列火车通过单跨33.3m简支梁为例,研究了车桥时变耦合系统的垂向随机动力特性。     

简支梁桥车桥耦合振动影响因素分析

基于车桥耦合振动原理,将车桥振动系统分为车辆和桥梁两个振动子系统,分别采用达朗贝尔原理和动力有限元方法建立了四自由度汽车模型和桥梁模型的振动方程,通过车轮与桥梁接触点处的几何相容条件和静力平衡条件建立起两者之间的联系,采用Newmark-β法实现了对方程组的分组迭代求解。对一座简支梁桥进行了车桥耦合振动影响因素分析。     

基于车-桥耦合振动的公路简支梁桥动力分析

车桥耦合振动下,车辆动载作用于公路桥梁引发桥体振动,桥体的振动反过来影响车辆的振动。本文通过对车辆动载体系进行模拟简化,建立阻尼、弹簧和质量块组合体系仿真模拟车辆,利用车桥间的相互作用力将仿真体系与有限元简支桥梁模型进行耦合,得出了车-桥耦合系统的动力学方程组;采取Wilson-θ逐步积分法,对车-桥耦合动力方程组进行求解,并得出车-桥耦合振动系统的时程响应,通过已有经验对其进行类比评价,结果表明：该算法与已有算法结果吻合：利用该算法对简支梁的车-桥耦合相关影响因素进行了计算分析。     

板桁组合桥车桥动力分析模型简化方法

以上海闵浦二桥为工程背景,基于梁格法理论,探索了建立大跨度板桁组合体系桥梁车辆—桥梁系统耦合振动分析模型的快速合理的等效简化方法,阐述了此类桥梁的动力特性以及各部分构件对桥梁动力特性的贡献。分析结果表明等效前后的模型在动力特性方面具有良好的一致性,等效后的模型可用于车桥耦合振动分析,为建立该类桥梁车桥耦合振动分析的简化模型提供了一种简捷的方法。     

车辆模型对车桥耦合振动影响分析

车桥振动问题是车辆和桥梁两个动力系统耦合振动的问题,为把握桥梁结构动力响应特性,须研究不同车辆模型对桥梁结构动力响应的影响。本文基于车桥耦合振动原理,采用Matlab语言编制了车桥耦合振动专用程序。采用该程序对一座简支梁桥的动力响应进行了分析,对不同车辆模型作用下的计算结果进行了比较,结果表明不同车辆模型对桥梁的动力响应存在差异,且对不同动力响应的影响程度也不同。     

桥面不平度的简支梁桥车桥耦合振动分析

桥面不平度通常被认为是影响车桥系统耦合振动的主要因素之一。根据给定的桥面不平度功率谱密度变换得到桥面不平度是一个有效、快速的途径。分别采用三角级数法和Fourier逆变换法得到各级路面的不平度及其对应的功率谱密度函数。通过比较可知：Fourier逆变换法精度较目前被广泛应用的三角级数法高。推导了四自由度车辆和桥梁的振动平衡方程,并编制了车桥耦合振动分析程序,结合Fourier逆变换法得到的桥面不平度,分析了某简支梁在考虑桥面不平度下的动力响应。研究结果表明,桥面不平度对桥梁和车辆的动力响应影响很大,车速决定着车辆对桥梁作用力和车辆受到的桥梁对其反作用力的频率,从而影响到桥梁振动。     

简支梁桥在车辆荷载谱作用下的动力分析

编制程序VLS(Vehicle Load Spectrum)构造随机车辆荷载谱,利用有限元方法将不同运行状态下的随机车辆荷载谱加载于简支T型钢筋混凝土梁桥上,模拟桥梁在车辆荷载通过时的动力响应,得出了桥梁的位移时间历程曲线,同时分析了车速对桥梁冲击系数的影响。分析表明:车辆荷载谱作用下桥梁偏载作用明显;车流方向对桥梁振动的影响不大;密集运营状态下桥梁挠度是一般运营状态下的1.35倍左右;车速对桥梁冲击系数的影响非常复杂,冲击系数曲线在车辆高速和低速时均有峰值出现,总体上呈波动上升趋势。     

16m预应力空心板简支梁桥成桥动载试验及分析

介绍了16m预应力空心板简支梁桥的成桥动载试验,根据成桥动载试验的结果,分析了桥跨结构的竖向受迫振动响应、垂向激励引起桥梁的强迫效应、纵向振动响应、自振频率、振型和冲击系数等动力特性,结果表明：各项性能指标均在正常范围内。     

某预应力混凝土空心板桥汽车静载试验分析

通过对某预应力混凝土空心板简支梁桥成桥后进行汽车静载试验,对试验结果进行了整理,并与理论计算结果进行比较,从而判断该桥梁成桥后的整体结构受力性能和使用条件,为交工验收提供技术依据。     

32m双线简支箱梁在对开列车作用下梁体竖向动力响应规律研究

将列车、双线简支箱梁分别简化为二系悬挂多刚体体系和模态函数,推导车桥系统动力方程,建立并验证车桥相互作用模型,对双线简支箱梁在对开列车作用下梁体竖向动力响应规律进行研究。研究表明:对开列车作用下,桥梁动力响应与列车运行速度及入桥距离差密切相关;列车以共同速度对开时,可引起的梁体最大挠度动力系数与单线行车作用下基本一致,但梁体动力响应值约为单线行车引起的梁体动力响应值的2倍。     

新旧桥扩宽施工中减振措施的研究

以简支桥梁为例,建立新旧桥及车辆模型,以空间路面谱模拟的路面不平度作为振动激励源,针对各种不同等级路面和新旧桥之间不同横向连接形式下的车桥耦合振动响应进行分析。结果表明:路面等级越低振动越明显,钢筋混凝土横隔板连接形式对桥梁振动影响最小。     

铰接车辆模型识别粗糙桥梁频率和振型的数值分析

根据车桥耦合振动理论和桥梁间接测量法基本原理,对实际工程某连续梁桥建立桥梁模型,采用2辆单轴1/4车辆模型模拟测量车辆,1辆双轴半车模型模拟牵引车辆提供额外桥梁激励,三车前后铰接建立车辆模型。基于分离法原理与车辆动力学理论,利用约束方程实现任意时刻车轮与桥面接触点的位移协调关系,采用APDL编程实现铰接车辆过桥的耦合动力时程响应分析。提取前后测试车辆匀速通过不同等级粗糙桥面时车辆振动加速度时程响应,对通过桥梁同一位置处的前后测试车辆加速度数值进行相减处理并应用快速傅里叶变换识别桥梁频率。采用带通滤波技术与汉宁窗相结合的处理方法提取分离出与桥梁固有频率相关的桥频分量响应,利用桥频分量响应及其希尔伯特变换构造出与每阶固有频率相对应的振型。结果表明:在A、B、C级桥面不平整度条件下,采用铰接车辆模型识别出的桥梁前3阶频率相对误差均在1%以内; 对加速度时程响应数据加窗处理后识别出的桥梁前3阶振型MAC值均在0.95以上,满足工程精度需求; 研究结果可以为移动传感间接测量方法在桥梁检测工程中的应用提供理论参考。     

基于荷载试验的三跨简支斜桥承载能力研究

为了解某宽跨比较大的三跨简支斜桥在正常运营状态下的安全性和不利状态下的承载力,基于试验方法研究了在偏载和中载等不利荷载工况下的主梁应力和变形。通过脉动试验、无障碍行车试验、有障碍行车试验研究了该桥的自振频率、不同行车速度下的变形响应及跳车试验下的冲击作用,将测试结果与有限元结果进行了对比。结果表明:跨中截面中载为最不利荷载工况,在不利荷载工况下,实测应变和挠度均小于计算值,主梁变形和混凝土应力均满足规范要求;当行车速度在30 km·h^-1以内跑车试验时,各跨冲击系数为1.094~1.192;当行车速度为10 km·h-¹跳车试验时,各跨冲击系数为1.147~1.195;该桥的结构强度和刚度具有一定的富裕度,能较好地满足实际运营状况。     

悬索桥计算分析的弯矩图理论及软件介绍

本文揭示了悬索桥缆索在垂直荷载作用下,索的几何形状和简支梁弯矩图的对应关系,相对应的悬索桥结构分析计算的弹性理论、挠度理论、有限位移理论而言,这可称为弯矩图理论。由于简支梁的弯矩图计算方便、直观、概念清晰,可大大简化悬索桥结构分析计算,而且是精确的解析解。按弯矩图理论编写了悬索桥的索形计算软件,可以计算空缆线形和吊杆力作用下的成桥线形,并介绍了软件功能及使用方法。