支座病害对大跨度钢桁梁桥的振动影响研究

支座是桥梁结构的重要构件,其技术状况优劣直接影响到桥梁整体和列车的运营安全。针对朔黄铁路64 m单线下承式钢桁梁中出现的固定支座上座板与桁梁连接角钢断裂病害,采用数值模拟分析和现场试验相结合的方法,开展支座病害对大跨度钢桁梁桥振动特性影响研究,分析支座病害成因并设计整治措施,通过现场试验完成病害整治效果验证。研究结果表明:重载运输快速发展导致支座发生连接角钢断裂病害,支座病害改变了约束状况和桥梁结构受力特点,列车过桥时桥跨结构横向振动和竖向振动明显加剧,数值模拟结果和现场试验数据均验证了这一规律;通过拆除并更换原有连接角钢、抬高病害支座高程并保证支座水平等措施能完成病害整治,整治完成后桥跨振动显著降低,减振效果最大达到30%,效果显著。     

台风致窗户破坏时大跨度屋面风振响应研究

通过大跨度屋盖建筑刚性模型风洞试验和气动弹性模型风洞试验,得到屋面节点风压时程和加速度时程.采用试验所得的脉动风压时程数据利用有限元法对屋面进行风振瞬态响应分析得到了屋面位移和加速度响应,并与气动弹性模型风洞试验结果相比较,验证瞬态分析的正确性.详细阐述了台风致窗户破坏时大跨度屋盖结构的风振响应机理和特点,计算并比较了四周封闭和突然开孔两种情况的荷载风振系数和位移风振系数.这些结论为大跨度屋盖结构的抗风设计提供了指导和参考.     

大跨度悬索桥吊索风致振动多重调谐阻尼减振技术研究

为了控制大跨度悬索桥的吊索风致振动,提出了基于多重调谐质量阻尼器(multiple tuned mass dampers, MTMD)的阻尼减振技术方案,并通过理论分析进行参数优化和设计。研究南沙大桥两座主航道悬索桥吊索实际风致振动响应,分析其频谱特征和振动特性,确定振动控制的目标;建立吊索-MTMD分析模型,优化适用于吊索多模态控制的MTMD阻尼比、频率分布、安装位置、模态参与系数等参数,结果表明：不同于单一频率控制时的优化理论,用于吊索多模态控制的MTMD阻尼比提高为10%,扩展其振动控制的频率范围;通过考虑振型参与系数,优选4个分布主频：13.5 Hz和18.0 Hz安装在位置比为2.9%处,6.5 Hz和9.5 Hz安装在位置比为6.5%处,实现对吊索5～20 Hz风致振动的多模态控制;不同吊索在索力、型号和受控频率范围内,MTMD的设计参数可以采取统一设计方案。     

风屏障透风率对车-桥系统气动特性影响的风洞试验研究

以某流线型钢箱主梁斜拉桥和轨道客运A型车为背景,通过风洞试验研究了风屏障透风率对车-桥系统气动性能的影响。分析试验数据得知:车-桥系统的斯特罗哈数随风屏障透风率增大而减小;当列车处于迎风位置时,风屏障的透风率对车-桥系统斯特罗哈数的影响较为明显;桥梁阻力系数随风屏障透风率的增大而减小,而列车阻力系数随风屏障透风率的增大而增大;随风屏障透风率增大,桥梁和列车升力系数的绝对值均增大;综合考虑列车位置和风攻角等影响因素,风屏障透风率为10%时,列车及车-桥系统在侧风下受到的气动力均较小,有利于行车安全。     

风屏障对车桥组合状态下中间车辆气动特性的影响

设置风屏障是提高行车安全的有效措施之一,但防风效果受风屏障参数、周围环境等多种因素影响。基于同步测压方法,结合本征正交分解技术对风压测点进行加密后通过积分获得气动力,以京沪高速铁路典型高架桥和CRH2列车为背景,研究多种风屏障参数对典型车桥组合状态下中间车辆气动力和风压分布的影响。研究结果表明:测压积分可获得与天平测力精度相当的气动力;风屏障对上游列车的防风效果显著,下游列车气动特性则受之影响较小;相对而言,风屏障透风率大小对列车气动特性影响较大,高度影响较小,且二者存在一个最优组合;设置风屏障后,尽管平均气动力会减小,但最大气动力由于特征紊流的影响可能会增大,风屏障参数应通过风洞试验或数值模拟慎重选取。     

载荷对齿轮振动的影响

通过对齿轮振动模型的分析和简化，阐述了载荷对齿轮振动的影响，找出了齿轮在载荷作用下振动的主要特征频率，并经大量的实验证实。     

大跨度公轨两用悬索桥风-车-桥耦合振动及抗风行车准则研究

将风、车、桥三者作为一个交互作用、协调工作的耦合动力系统,基于风-车-桥系统空间耦合分析模型,以一大跨度公轨两用悬索桥为例,采用自主研发的桥梁结构分析软件BANSYS(Bridge Analysis System)分析了风荷载作用下桥梁和车辆的动力响应,讨论了风速、车速及轨道交通布置方式等因素的影响;同时,基于合理的列车运行安全性和舒适性评价指标,对列车通过该桥时的走行安全性与舒适性进行了分析,得出了该悬索桥的抗风行车准则:当风速小于20m/s时,车速可达设计车速80km/h;当风速介于20m/s和25m/s之间时,车速不能大于60km/h;当风速大于25m/s时,应封闭轨道交通。     

金茂大厦风致振动的实验研究

在同济大学ＴＪ－２边界层风洞中对总高为４２０．５ｍ上海金茂大厦的模型进行了高频动态夭平测力模型试验和多自由度气动弹性模型试验,根据试验结果及计算得到了该塔楼在风作用下的动力响应,以及风向、地貌和周边建筑的干扰等条件对结构风振响应的影响,将主要结果和加拿大西安大略大学边界层风洞的主要试验结果进行了对比,两者在工程精度范围内吻合较好。     

封闭形式对大跨度煤棚风荷载影响研究

煤棚属于风敏感结构,为了控制工程安全,该文进行了风荷载研究。该文通过刚性模型测压试验,分析了风向角对典型测点和分块区域体型系数和极值风压系数的影响规律,研究了全封闭状态(两端山墙)和半封闭状态(只有一端山墙)对体型系数和极值风压系数的影响规律。研究表明:与全封闭状态相比,半封闭状态下,内压对风压分布的影响程度增大,并且当开口处于迎风区,内压为正值;当开口处于背风区,内压为负值,易引起主体风荷载在某些风向角范围内产生较大力矩,将导致分块区域的极值风荷载增大。     

亮化灯具对既有斜拉索风致振动影响的试验研究

为了装点城市夜景,对既有大跨度斜拉桥进行光彩亮化改造已成为一种趋势,但是安装照明灯具将显著改变斜拉索的气动形状,影响结构气动稳定性。为保证结构的安全及耐久性,通过风洞试验研究了安装灯具后斜拉索的抗风性能,评价亮化灯具对既有斜拉索产生的影响。以三种不同管径斜拉索为研究对象,制作了几何缩尺比为1∶1的节段模型,开展了测力和测振的风洞试验。研究结果表明:灯具的存在将显著改变斜拉索的气动外形,提高其背风侧漩涡脱落的频率,使斜拉索在更低的来流风速下就具备发生涡激共振的可能性。此外,灯具对斜拉索风雨激振的影响较为有限,对斜拉索干索驰振有一定的抑制作用。     

车辆通过钢箱梁桥伸缩缝的振动响应及减振

车辆在经过桥梁伸缩缝时的跳车问题已成为影响桥梁健康的重要病害之一。以简支钢箱梁桥为对象,在车桥耦合振动计算理论的基础上,通过修改伸缩缝处的路面条件来模拟伸缩缝的影响,并通过小波变换研究车辆经过伸缩缝时的时频域振动特性,并针对此类振动的桥梁减振效果进行分析。计算表明：由于伸缩缝的存在,明显加大了车辆对结构的冲击效应,且作用的响应以高频为主;伸缩缝处的特性、车速与车重对车辆经过伸缩缝产生的冲击响应都有显著的影响;梁端填筑混凝土法能有效的降低此类振动产生的冲击效应。     

TMD对列车作用下大跨钢桁架桥的振动控制研究

南京长江大桥是连接我国南北的重要交通命脉,考虑到列车引起的振动对该桥危害较大,有必要采取有效措施对其进行振动控制。结合车桥动力方程,有限元分析时将列车经过大桥全过程的桥梁结构作为时变系统来考虑,基于ANSYS平台编制了动力时程响应分析程序。据此研究了调谐质量阻尼器(TMD)在该桥减振控制中的参数敏感性和控制效果,并对比分析了列车时速对减振效果的影响。结果表明,TMD在其刚度和阻尼系数取值合理时可达到最优控制效果;设计TMD对该桥列车致振动竖向加速度的控制效果明显,且在列车时速较高时减振效果更加显著。     

螺旋线对斜拉桥斜拉索高雷诺数风致振动影响的试验研究

斜拉索是斜拉桥的基本受力构件之一,其承受的风荷载占桥梁总体风荷载的比例很大,因此其风振问题是设计研究的重点。以风洞试验为研究手段,通过自行设计的斜拉索测振试验系统,对直径为120 mm的斜拉索模型和25种螺旋线拉索模型进行了刚性模型测振试验,得到了不同斜拉索模型振幅随雷诺数的变化规律。结果表明:斜拉索上缠绕螺旋线能减弱雷诺数效应;当螺旋线缠绕间距一定,随着螺旋线直径的增加,斜拉索振幅变化呈不完全单调的减小趋势;当螺旋线直径一定,随螺旋线间距减小,斜拉索振幅变化整体呈单调减小的趋势;随着螺旋线直径的增加和间距的减小,振动稳定性有所提高。     

大跨度双幅连续钢箱梁桥涡激振动特性风洞试验研究

基于崇启大跨度连续梁桥,设计制作大尺度全桥气弹性模型,通过风洞试验对其在均匀流下响应进行研究,确定大跨度双幅钢箱梁连续梁桥涡激振动特性,分析双幅主梁产生两主涡振区机理,模拟外加结构阻尼对涡激振动减振效果。结果可为大跨度双幅钢箱梁连续梁桥抗风设计提供参考。     

大跨度公铁两用双层钢桁桥涡激振动控制研究

桥梁的涡激振动主要受到主梁断面的气动外形、结构动力特性与来流特性的影响,而大跨桥梁是典型的风致敏感结构,所以在大跨度桥梁的设计中应当引起重视。以某大跨度公铁两用双层板桁组合桁架桥为背景,在XNJD-1回流串联风洞中进行了风洞试验,研究了该主梁的涡激振动现象。通过计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟分析了其主梁断面的涡激振动机理,并且将展向周期摄动法应用于钢桁梁的涡激振动控制,采取了一系列气动控制措施来抑制主梁的涡激振动,其中L型分流板与波浪形风嘴完全抑制了主梁的涡激振动。还通过风洞试验研究了波浪形风嘴的几何参数对抑振效果的影响,试验结果表明,波浪形风嘴的抑振效果对幅值变化比较敏感,增大幅值可以有效抑制主梁的涡激振动。     

发动机对车辆振动影响的分析

本文采用局部非线性系统的脉冲响应分析方法,把整车分为线性主体和非线性局部,将车辆悬架的减振器视为非线性元件,以一个六自由度系统为整车模型,综合考虑发动机周期激励和道路不平度随机激励,借助数值计算技术分析和相应的计算机程序,从减小车架振动水平的角度,对发动机减振垫的减振作用以及发动机的转速对车架振动的影响进行分析,寻求其中的规律,以便对现代汽车的优良动力性能设计起到借鉴作用。     

轨道不平顺对桁架桥动态响应的影响

本文采用有限元法分析计算了广深线上某６４米简支双线下承式钢桁架桥在列车荷载使用下的动力响应，文中将国界作为２７个自由度的振动体系，建立了车辆的动力学方程，采用空间梁单元建立了桁架桥的振动方程，建立了列力过桥时考虑轨道运动及轨道不平顺时车－桥系统的动力学方程式，按ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟轨道不平衡，轨产不平顺分别采用六种线路等级，模拟计算了在不同线路等级下列车过桥时车一桥系统的空间动力响应，最后，列     

风突变效应对风力机振动特性影响研究

风是影响风力机气动特性和结构特性的最直接的因素,风速突变将诱发风力机更强的气动载荷。为分析风力机在高突变湍流风作用下结构动力学振动特性,以NREL实测数据为湍流风数据源,并添加拟序结构刻画风速突变,以NREL Wind PACT 1.5 MW桩柱式风力机为样机,分别研究了风力机叶片和塔架的动力学响应。结果表明:添加拟序结构前后,轮毂点处风速分形维数均在1.5左右;拟序结构的添加使得基础湍流风具有更大的风突变以及更高的湍流强度;切出风速工况,风力机叶尖位移同时为挥舞和摆振;拟序结构的添加使得叶片和塔架振动加速度成倍增加。     

车辆行使对高层建筑微振动影响的试验研究

由于交通车辆引起的建筑物振动对强度和安全的影响通常可以忽略不计，这类振动没有受到足够的重视。然而，对交通干线附近建筑内的精密仪器，车辆引起的楼板微振动却是一个不可忽略的因素。本文实际测量了分析了某三面紧邻交通干线的高层建筑振动状态，研究了轻轨列车行使对高层建筑振动的影响，发现轻轨列车和重型汽车通过时，大楼的振动明显增大，可能导致部分仪器的测量误差增大。     

车辆行驶对高层建筑微振动影响的试验研究

由于交通车辆引起的建筑物振动对强度和安全的影响通常可以忽略不计 ,这类振动没有受到足够的重视。然而 ,对交通干线附近建筑内的精密仪器 ,车辆引起的楼板微振动却是一个不可忽略的因素。本文实际测量分析了某三面紧邻交通干线的高层建筑振动状态 ,研究了轻轨列车行驶对高层建筑振动的影响 ,发现轻轨列车和重型汽车通过时 ,大楼的振动明显增大 ,可能导致部分仪器的测量误差增大。