非规则高墩曲线桥梁振动台试验研究

据模型相似原理及多点激励理论,对缩尺比1:20的钢筋混凝土高墩曲线桥梁进行地震模拟振动台试验。研究高墩曲线桥梁结构在不同频谱地震波、不同峰值加速度及局部场地效应作用下高柔桥墩损伤模式及结构动力响应规律。结果表明,高柔桥墩损伤有明显的分布柔性特点,墩高差对桥墩裂缝开展及桥梁动力响应影响显著;不同频谱地震波作用下曲线桥梁结构动力响应规律各异;曲线桥梁结构动力响应峰值与地震波加速度峰值基本呈线性增长;局部地形效应使结构动力响应增大,导致曲线桥梁结构动力响应呈非线性增长;高墩曲线桥梁地震响应有明显空间性,首尾桥墩顶径向动力响应较大,易发生横桥向落梁破坏。     

多维地震激励下人字形桥梁地震模拟振动台试验研究

为研究人字形桥梁在地震作用下的动力响应,以某人字形桥梁为原型,制作了一座相似比为1/20的模型桥梁,采用El-centro波对其进行了不同地震烈度的多维激励地震模拟振动台试验和有限元分析。研究结果表明：随着地震烈度的增加,模型结构自振频率降低阻尼比增大;桥墩墩顶顺桥向加速度响应基本不受竖向地震分量影响;计算桥墩墩底应变响应时进行水平双向地震激励即可满足要求;梁体跨中竖向加速度响应,主梁和分支梁间的伸缩缝宽度取值,伸缩缝处的碰撞响应等均与地震波输入维度有关。因此,对于人字形桥梁在进行抗震设计时应针对不同的设计目的对其进行选择性的多维地震激励。     

地震作用下高速铁路桥梁动力响应试验分析

通过分析"九寨沟地震"作用下现场实测的高速铁路桥梁结构(距离震中约195 km)动力响应特征及地震预警时间,并将地震和动车作用下的实测数据进行时域和频域对比,得出:地震S波作用下桥梁结构动力响应快速增大,最大值约为P波作用下的2-5倍;桥址处"异地震前预警"时间约为50 s,"现地地震P波预警"时间约为15 s;地震作...     

非一致地震激励下大跨度桥梁弹塑性随机响应分析研究

大跨度桥梁地震激励具有明显的非一致性和随机性,且在强震作用下大桥部分构件会进入弹塑性状态,然而目前尚缺乏非一致地震激励下大跨度桥梁弹塑性随机响应的有效计算方法.在大质量法的基础上推导了非一致地震激励下大跨度桥梁弹塑性动力响应的时域显式表达式,利用该表达式的降维列式优势,仅需针对结构弹塑性单元自由度进行迭代计算,进而对大...     

地震激励特性对隔振桥梁动力响应的影响研究

本文考虑承铅芯橡胶支摩和桥梁结构的非线性特性,把支座和桥梁当作一个整体考虑,建立了连续梁桥隔震全桥模型。通过输入不同特笥地震激励进行时程分析,对地震激励特性对铅芯橡胶支座隔震桥梁体系的地震响应的影响规律和特点进行了系统的研究。     

多源激励作用下结构振动响应的试验研究

多个振动源激励是船舶等复杂结构振动响应的显著特点,相应的规律研究具有重要意义。发展了多源激励条件下结构振动响应的试验测量方法,并应用于不同圆柱壳体结构振动特性测量试验。测量结果表明：相位对结构的振动响应和激励源间的耦合关系影响较大,局部频率下结构的振动响应存在较大的非线性。激励源不相关时,振动响应测量结果与有限元预测结果吻合较好,初步验证了测量方法的正确性。     

多点激励下磁控形状记忆合金主动控制系统试验研究

为了改进磁控形状记忆合金主动控制系统的振动控制效果,以Kiewitt型网壳结构为研究对象,提出了基于磁控形状记忆合金主动控制系统的多点激励控制算法,并改进了算法的迭代过程。在模拟地震振动台试验基础上,分析了磁控形状记忆合金主动控制系统核心元件的作动性能,应用MATLAB软件程序对多点激励控制算法进行了仿真研究,开发了磁控形状合金的主动控制系统仿真技术。通过Kiewitt型网壳结构的模拟地震振动台试验和仿真试验,验证了所开发的磁控形状记忆合金主动控制系统控制策略及仿真技术的可靠性。在此基础上,对Kiewitt型网壳结构进行了多点激励控制试验,分析了地震响应峰值的变化情况,结果表明,多点激励控制的地震响应峰值较单点激励控制下降10%左右。     

多点激励力下圆柱壳振动响应优化设计

应用ANSYS软件进行单层圆柱壳基于离散变量的动态性能优化设计。采用APDL语言参数化编程,在不改变结构参数前提下,以三个简谐激励力的位置、相位为设计变量,激励力之间的距离为约束条件,壳体径向均方根速度为目标函数,设计了三层优化方案,最终得到使壳体总振动最小时的多个激励力位置、相位的最优设计。结果表明该优化设计有效,可为水下大型航行器的振动控制提供参考。     

多点谐振激励下钢-混凝土竖向混合结构振动响应研究

空冷凝汽器支架结构是由钢筋混凝土管柱和钢桁架组成的竖向混合结构.为了满足工艺要求,在结构中设有多台大直径风机进行强制通风.由于风机的转动偏心不可避免,因而会给结构施加多点谐振激励.为了研究空冷凝汽器支架结构在风机扰力作用下的振动响应,制作了1/8比例模型进行试验研究.试验测试了结构的动力特性,结构与设备的共振点,结构在不同风机转速和风机开启状况下的幅频曲线以及结构构件的动应变.采用ANSYS有限元程序对该结构进行模态分析和谐响应分析,计算结果与试验结果基本吻合.通过试验和有限元程序计算分析的结果,发现风机多点谐振激励引起的结构振动响应较小,风机低频运转对结构整体的影响要大于高频运转对结构的影响,建议通过合理的构造措施来考虑风机引起的结构疲劳.     

考虑纵坡影响的曲线梁桥地震碰撞响应试验研究

地震作用下,碰撞会显著影响桥梁的地震响应规律。现阶段碰撞效应对桥梁地震响应影响规律尚不明晰,碰撞效应参数影响分析尚不全面,特别是考虑纵坡影响的桥梁碰撞响应分析尚处空白。以某小半径带坡曲线桥为对象,设计并制作其1/10缩尺模型,设计了可调式碰撞测试装置,通过调整碰撞间隙大小,分别对发生碰撞前后的模型桥进行了振动台试验,重点探究了碰撞对有纵坡曲线梁桥主梁、桥墩地震响应的影响。结果表明:碰撞会导致曲线桥主梁的旋转效应增大,并引发梁端较大的水平加速度响应脉冲;纵坡会造成低墩处的碰撞力大于高墩处的碰撞力,并引起主梁显著的竖向动力响应;此外,碰撞会放大桥墩墩顶位移响应,增加曲线桥桥墩在地震中的破坏风险。     

九江长江大桥在多点多维地震激励下的反应分析

拟建的九江长江公路大桥为双塔双索面钢箱梁斜拉桥,全长1432米,主跨长达768米,应对其进行地震动多点激励分析。首先针对当前被普遍认可的适用于多点激励的位移输入模型中存在的容易但不容忽视的问题介绍了提出的附加刚性元弹簧阻抗法,然后基于拟合《公路工程抗震设计规范》反应谱方法生成桥位区的随机非平稳空间地震动场,最后对此大桥进行了多点激励下的地震反应分析。结果表明：纵向激励下,考虑多点输入减小了索塔的底部剪力、底部弯矩和塔顶的节点位移;三向激励下,考虑多点输入可增加也可降低索塔的底部剪力和底部弯矩,剪力最大增加近10%;考虑多点输入增加了塔顶的节点位移,最大增加近100%;考虑多维激励均比仅考虑纵向激励的反应大。由此可看出,对于大跨度斜拉桥地震反应分析,须考虑地震动的多维多点激励。     

人字桥梁多维地震作用下振动台试验研究

按1/20的几何比例制作一典型人字曲线桥梁模型,进行了多维振动台试验,并针对试验模型建立数值分析模型,研究人字曲线桥梁在多维地震作用下的地震响应特点。结果表明,竖向地震分量对桥墩顶纵桥向加速度、主梁分支处两桥墩横桥向相对位移和墩底纵桥向弯矩基本无影响,结构响应与输入地震波的频谱特性和结构形式有关;单向激励下,墩顶纵桥向加速度、分支处桥墩横桥向相对位移和墩底纵桥向弯矩响应都为最大;双向和三向激励都使墩顶纵桥向加速度响应降低,且降低幅度随着墩与直梁正向角度的增加而增加;主梁与分支直梁应设置的初始间隙应大于主梁与分支曲梁。     

多点激励振动试验控制技术进展

多点激励振动试验由于能更加真实地模拟实际振动环境而被越来越多的人所重视,成为振动环境试验发展的趋势.阐述了多点激励振动试验系统基本控制原理,并对时域波形复现的关键技术迭代算法和驱动信号重叠连接,以及频谱再现的关键技术反馈修止算法和时域随机化技术进行了介绍.最后对多点激励振动试验控制技术进行总结与展望.     

多点地震激励下大跨连续钢构桥易损性分析

针对地震动存在行波效应、场地效应、不相干效应等因素,分析大跨连续钢构桥在一致地震激励输入响应时结构内力和变形会被偏估问题,考虑结构及地震动不确定性,采用蒙特卡罗方法建立一致激励与多点激励两种工况下大跨连续钢构桥-地震动系统随机样本。以桥墩位移延性比表示桥梁破坏状态阶段,对桥梁易损性进行分析,给出大跨连续钢构桥结构的易损性曲线,得到同样程度破坏的多点地震激励与一致地震激励下加速度峰值关系。     

地震作用下曲线梁桥非均匀碰撞效应研究

曲线梁桥在地震作用下产生的不规则平面旋转位移使得应用碰撞单元法计算曲线梁体碰撞效应存在一定的局限性,为了探讨曲线梁桥地震碰撞效应的非均匀分布规律,提出了采用显式动力接触算法计算曲线梁桥地震碰撞效应的数值模拟方法,并分析曲线连续梁桥碰撞效应引起的主梁、挡块和桥墩的冲击地震反应特点。结果表明,主梁与桥台胸墙的碰撞作用限制了主梁的切向位移,使得固定墩墩底弯矩小于不考虑碰撞时的墩底弯矩。碰撞后梁端截面顶板正应力和曲线内外侧挡块径向应力的分布严重不均匀,梁端截面悬臂翼缘的正应力明显小于腹板间顶板的正应力,曲线外侧挡块的径向应力显著大于内侧挡块的径向应力。地震碰撞作用使得主梁的最大拉应力和压应力通常会发生在梁体曲线的内外侧。这为合理解释曲线连续梁桥在强震下的碰撞破坏震害现象提供了理论指导。     

基于概率的多点激励地震场强度参数研究

该研究建立了人工模拟地震场形成的记录库,通过建立简单的多点激励受力模型,应用增量动力分析和统计推论分析的方法分析了结构关注部位的响应谱加速度作为强度参数的适用性,研究了给定强度参数水平下结构工程需求参数的概率分布,评估了给定地震危险性水平下结构抗震性能。研究结果表明:响应谱加速度可以作为地震场的强度参数,并被用来进行基于概率的结构抗震性能评估。     

随机地震响应的等效激励算法研究

地震灾害对人类社会的破话极大,随机地震分析显得十分重要。本文以某斜拉桥为分析对象,采用有限元分析软件ansys进行建模,运用等效激励法原理,进行随机地震响应分析,与规范反应谱法进行比较,另外考虑了行波效应的影响。     

基于部分分层抽样的高墩桥梁随机地震响应分析

为了表征桥梁结构不确定性和随机参数相关性对桥梁结构抗震性能的影响,从概率角度对桥梁进行抗震性能分析,基于部分分层抽样原理建立了时-频非平稳地震作用下桥梁非线性随机地震响应分析方法.基于地震动演化功率谱,采用谱表示方法生成非平稳地震动样本,并采用基于正交函数的思想对谱表示方法中的随机变量进行模拟,通过两个基本随机变量表征...     

不同车载工况下桥梁振动响应试验

基于梁的横向振动理论,利用奇异函数建立移动车载作用下单跨简支梁的振动响应方程,利用Mathcad软件求解得到了不同车载工况下桥梁振动的位移及加速度响应。以校内双车道玉泉桥为测试对象,在四个截面布设双排传感器,设计单一车载、同向双车载、相向双车载三种工况,每种工况设置4级车速,利用无线遥测动态应变测试分析系统采集各次试验中桥梁的加速度响应,分析了车载工况、车载速度对桥梁各截面加速度峰值的影响。研究表明：（1）实测同重量双车载同向运行时的振动响应小于单一车载作用下响应的两倍;（2）相同车速下,三种工况中单一车载作用下振动加速度峰值最小;（3）对于桥东两个截面,车速较小时,双车同向比双车相向时梁的加速度峰值高;而在车速较大时,情况则相反;（4）对于桥西两个截面,双车同向均比双车相向时的加速度峰值高;（5）速度较低时,三种工况下各截面的加速度峰值相差不大,而在速度较高时,三种工况下桥东的A截面的加速度峰值最大,桥西的D截面的最小。     

不同车载工况下桥梁振动响应试验

基于梁的横向振动理论,利用奇异函数建立移动车载作用下单跨简支梁的振动响应方程,利用Mathcad软件求解得到不同车载工况下桥梁振动的位移及加速度响应。以校内双车道玉泉桥为测试对象,在4个截面布设双排传感器,设计单一车载、同向双车载、相向双车载3种工况,每种工况设置4级车速,利用无线遥测动态应变测试分析系统采集各次试验中桥梁的加速度响应,分析车载工况、车载速度对桥梁各截面加速度峰值的影响。研究表明:同重量双车载同向运行时的实测振动响应小于单一车载作用下响应的2倍;车速相同时,3种工况中单一车载作用下振动加速度峰值最小;对于桥东2个截面,车速较小时,双车同向比双车相向时梁的加速度峰值高;而在车速较大时,情况则相反;对于桥西2个截面,双车同向均比双车相向时的加速度峰值高;速度较低时,3种工况下各截面的加速度峰值相差不大,而在速度较高时,3种工况下桥东的A截面的加速度峰值最大,桥西的D截面的加速度峰值最小。