抛物线拱桥在移动荷载作用下的动力响应分析

建立抛物线双铰拱桥的强迫振动的运动微分方程,分析了拱桥在移动荷载作用下的横向振动问题,将运动微分方程解耦,得到拱桥在移动荷载作用下振动时的动力响应并加以分析,通过实例计算,得到了拱桥在移动荷载不同行驶速度时的动力挠度曲线,并进行了比较分析。     

路面不平整引起的汽车动荷载计算分析

分析了汽车行驶在波浪形路面上时汽车对路面的动荷载作用，推导了汽车动荷载与路面波形的理论计算公式，结合实例计算了在给定汽车结构参数、行驶速度、波形路面的波长、振幅时的汽车动荷载。     

路面不平整引起的车辆动荷载分析

针对高速公路路基不均匀沉降引起的路面不平整等工程技术问题 ,首先描述了不同形式的移动车辆荷载的数学模型 ,然后假设路面不平整为正弦函数 ,将汽车简化为两自由度振动体系 ,对由路面不平整引起的车辆附加动荷载及其影响因素进行了分析 ,为路面结构设计和车辆 -路面动力相互作用分析提供了基础性成果。     

汽车荷载作用下曲线简支梁桥的动力响应

在建立6参数1/4汽车模型和每节点7个自由度的桥梁有限元模型的基础上,研究了汽车荷载作用下曲线简支梁桥的动力响应.通过数值模拟,分析了简支弯箱梁桥的动力特性,同时研究了不同的曲率半径、偏心距、弯扭刚度比、行驶速度等因素对动力放大系数的影响.结果表明:并非所有的前5阶桥梁自振频率随曲率半径的增加而增加;当参数改变时挠度和扭转角的动力放大系数的变化规律并不相同,相同条件下扭转角动力放大系数的变化较挠度动力放大系数的变化明显.     

车辆随机荷载作用下半刚性路面的动响应分析

路面车辆的多样性和路面的不平整性会使路面行车荷载具有随机性。采用ANSYS建立半刚性路面分析模型,利用MATLAB生成随机行车荷载,研究了不同速度、荷载幅值与方差的随机荷载作用下路面的动响应。研究表明,当行车速度一定时,路面动变形随荷载均值和方差的增加而增大;荷载均值越大,加载过后的路面回弹波动越强;当荷载幅值与方差一定时,行车速度变化对路面的影响较小。     

移动荷载因素对带接缝水泥混凝土路面动力响应分析

基于ANSYS有限元模型,考虑车辆移动过程中荷载对路面的垂直荷载作用、水平荷载作用以及跳车引起的冲击作用,分析了水泥混凝土路面接缝动力响应随车辆载重和行驶速度的影响,得到了移动荷载下不同车辆因素与带接缝混凝土路面板动态响应的大致关系。结果表明:接缝处垂直应力随行驶速度的增加而减小,随车辆轴载的增大而线性增加;土基顶面的弯沉占混凝土面板总弯沉量的主要部分,接缝处的弯沉值随车载的增大而增大,随行驶速度的增大而减小;水泥混凝土路面层及水稳碎石基层消散了大部分水平剪力,不同超载率下最大水平剪应力均发生在面板表面且随着超载率的增加而增大。     

刚性路面在运动车辆作用下的动力响应

针对运动车辆引起的路面结构动力问题,采用移动荷载作用下Kelvin地基上无限大Kirchhoff薄板为力学分析模型,分析了运动车辆作用下刚性路面的动力响应。首先采用积分变换法推导了板挠度的Green函数,并通过Duhamel积分求得各种移动荷载模式作用下板稳态挠度的二维积分解析解,包括恒常和简谐移动点源、线源和面源荷载。然后采用自适应数值积分算法计算解析解中的二维无穷积分,得到了板稳态挠度的数值结果。最后对速度和阻尼等对板稳态挠度的最大值和空间分布的影响进行分析,得到了荷载临界速度,发现了板动力响应的特性和规律。     

公交车移动荷载作用下浅埋电力隧道结构动力响应分析

为研究浅埋电力隧道在公交车移动荷载作用下的结构动力响应情况,以某城市既有浅埋电力隧道为例,建立了“公交车荷载-道路-电力隧道”多元耦合动力分析模型,并对公交车移动荷载加以简化,重点分析了公交车以36、54、72 km/h三种车速情况下路面和隧道顶板的动力响应特征。结果表明,在36、54、72 km/h三种不同车速条件下,路面和隧道顶板的最大沉降量和最大振动应力幅值随车速变化的幅度较小,而它们的最大振动速度幅值和最大振动加速度幅值随车速变化的幅度较大,但整体上路面和隧道顶板的振动效应随车速提高而增长。因此,在实际工程中应加强管控高速运营公交车辆对既有电力隧道产生的不利振动影响。     

移动车辆对桥梁动力作用模拟简化方法的研究

对移动车辆作用下桥梁的动力反应进行研究,分别采用移动荷载和移动质量两种形式模拟车辆,通过分析桥梁在动力荷载作用下的振动方程及其挠度极值变化情况,指出自重及惯性力在桥梁挠度变形中起到的重要作用,比较了两种方法的可靠性及其适用条件。     

车辆行驶速度对连续刚构桥动力特性影响分析

文以某连续刚构桥为工程背景,在不同类型车辆以不同车速通过桥面时,对结构进行动力特性分析。利用有限元软件Midas/Civil 2015建立结构动力分析模型,并进行模态分析得到该桥固有频率和振型,通过时程分析,得出该桥在移动荷载作用下跨中位置的动力响应,包括位移、速度和加速度。根据结构的动力响应和对比车辆行驶速度对结构动力响应的影响得到如下结论:当车辆速度相同时,随着移动荷载轴重的增加,位移和加速度响应也相应增大。三种不同轴重车型以不同速度在桥面上行驶时位移、速度及加速度响应均出现了两个波峰,并非是车辆速度越大,动力响应就越大,这为该类桥梁设计和动力性能研究提供参考。     

预应力简支梁桥在移动荷载作用下的非线性动力特性分析

考虑预应力梁的剪切变形和几何非线性,建立梁的动力学基本方程式,应用增量谐波平衡法,分析计算梁在预应力作用下的横向振动问题。通过实例计算,得到梁在移动车辆荷载作用下的幅频响应曲线和力与位移的非线性响应关系,并给出了外激励频率不同且初始预加力变化时动挠度的变化规律。计算结果表明,梁非线性位移明显大于线性位移,且荷载与位移呈明显非线性关系,非线性因素的影响不可忽略;施加预应力可以提高梁的动抗弯刚度,减少梁的动挠度值。为预应力混凝土桥梁的设计和动力特性分析提供一定的理论依据。     

移动荷载作用下曲线轨道振动响应解析解研究

将曲线轨道模拟为周期性离散支撑的曲线Timoshenko梁,首次推导了移动荷载作用下曲线轨道平面外振动的响应解析解。首先以Duhamel积分为基础,应用动力互等定理,得到沿曲线移动荷载作用下,半无限弹性空间体上任意点动力响应的一般表达式;然后在该式的基础上,针对轨道结构的周期性支撑特点,将荷载沿钢轨的移动问题转化为拾振点以轨枕间距为周期反方向跳跃式移动与荷载只在一个轨枕间距内移动的组合问题。以此,将一个频域积分问题转化为拾振点频域周期解的叠加问题,从而得到了曲线轨道在移动荷载作用下动力响应的解析解。曲线梁的传递函数用传递矩阵法求解。通过对曲线简支梁在移动荷载下振动响应的求解,验证了计算模型的正确性;对比曲线轨道和直线轨道在移动荷载下的振动响应结果,发现:相同荷载条件下,曲线轨道的振动响应大于直线轨道的响应,轨道振动响应频谱与荷载速度密切相关,并且曲线轨道的响应频谱更为丰富。     

粘性土振动蠕变的动单剪试验研究

本文通过对粘性土振动蠕变的动单剪试验的分析研究，得出了粘性土在长期振动荷载作用下土的应力－应变关系及其随时间变化的规律和动力性质．     

不同路面类型下弯坡组合路段载重汽车侧滑速度阈值变化研究

侧滑是引起载重汽车单车重大交通事故的主要因素之一。文章以下坡转弯路段载重汽车的受力模型为基础,得出载重汽车在下坡转弯路段的荷载模型,根据侧滑临界条件建立侧滑安全行驶速度模型,通过Adams软件对不同路面侧滑模型进行仿真模拟,验证侧滑安全速度模型的适用性,得出弯坡组合路段载重汽车在不同路面的安全行驶速度阈值变化3D曲线。得到的安全速度阈值为提高弯坡组合路段安全性,制定高速公路的限速标准提供数据支撑。     

曲线轨道空间振动响应特性研究

曲线轨道空间振动存在平面内振动、平面外弯扭耦合振动,通过建立曲线轨道空间振动频域解析模型,对曲线轨道动力响应特性进行研究。将曲线轨道视为圆形结构的一部分,利用圆形结构周期性的特性,在一个基本元之内求解曲线轨道的动力响应。通过引入移动谐振荷载作用下轨梁动力响应的频域数学模态,得出曲线轨道轨梁频域响应的级数表达。在频域内采用数学模态叠加法表示曲线轨梁的纵向、横向、垂向及扭转振动,进而求解得到基本元内轨梁的频域动力响应。经计算表明,文中提出的频域解析模型能够得到精确的曲线轨道频域响应。通过分析速度、半径、超高等因素,得到以下结论：准静态激励下单个移动轴荷载对曲线轨梁的垂向、横向及扭转振动的影响范围在作用点两侧±5m左右;轴荷载移动速度对曲线轨梁横向位移、扭转变形具有显著的影响,随着速度的增加,曲线轨道由过超高状态逐渐过渡到理想超高状态,最终进入欠超高状态,轨梁横向位移、扭转变形方向发生改变,响应幅值先减小后增加;半径、超高和速度对曲线轨梁垂向位移、横向位移及扭转变形影响较大;随着半径的增加,速度对位移响应的影响程度降低;准静态移动轴荷载列作用下曲线轨梁垂向、横向及扭转频域响应主要集中在40Hz以内的频段;横向振动、扭转振动频谱分布范围较宽。     

移动车辆荷载作用下路基中压应力测试

变化轴重和车速,用静、动压力盒对静止和移动的车辆荷载作用下沥青路面路基内的压应力进行了测试,得到了压应力随时间的变化曲线,并进行了路面结构非线性和车速影响分析.试验发现,在路基深度较浅处,路基压应力与时间的关系曲线为双峰曲线,在路基较深处,路基压应力与时间的关系曲线为单峰曲线.在进行沥青路面设计时,移动车辆荷载作用下的力学响应可以通过对静止车辆作用时的力学响应称以0.9的动载系数来获得.     

怀化大峡谷观景平台大跨度悬臂结构受力特性分析

怀化大峡谷观景平台悬臂长度大,主体钢结构受力复杂。为研究该斜拉悬臂结构工作状态,采用静载试验和环境激励确定了观景平台结构的静力和动力特性。并结合数值模拟,研究了该观景平台的受力特性,主要包含悬臂结构内力、主体结构挠度、索拉结构应力、自振频率。结果表明:在试验荷载下,主索应变随试验荷载的变化近似呈线性变化,且未达到破坏值,残余应变未超过20%;挠度值随荷载变化呈线性变化,随悬挑距离增加呈增大趋势,桥面最大挠度值为0.025%悬臂长度,挠度残余变形未超过20%,符合强度和刚度要求;观景平台实测动力指标正常;该景观平台主体结构承载力符合设计要求,在设计荷载下满足正常使用极限状态要求。     

地表移动荷载对既有地下隧洞动力影响解析研究

为获得地表移动荷载对地下隧洞的动力影响,首次给出了地表移动荷载作用下半空间隧洞动力响应解析解。地表移动荷载采用移动简谐荷载模拟,含隧洞半空间地基通过各向同性弹性介质模拟。基于弹性地基控制方程在直角坐标系和柱坐标系下基本解及平面与柱面波函数波形转换,结合地基表面和隧洞柱面施加边界条件,在频域中求得移动荷载下半空间弹性地基与隧洞解析解答,并结合快速Fourier逆变换求得隧洞时域动力响应。利用本解析模型,可计算获得地面移动荷载引起的地下隧洞振动影响,通过与已有研究对比,对本模型正确性进行验证。计算分析了不同荷载移动速度与隧洞埋深下,隧洞表面位移、加速度和地基中动应力响应。研究表明,随着荷载移动速度增加,隧道拱顶地基中动应力与振动加速度均显著增加。地基中动应力随隧道埋深增加迅速衰减,隧洞加速度随埋深衰减相对较慢,但当隧洞埋深超过某一临界深度时,隧洞振动可低于我国规范规定限值。在低速范围,隧洞临界深度随荷载速度线性增加,但当荷载速度超过一定值,隧洞临界深度随着荷载速度呈指数型增长。     

高速公路路基结构及动变形设计方法分析

文中探究了汽车运动荷载在不平整路面下受到的影响和动力设计荷载参数值,采用Odemark模量和厚度当量假定简化公路结构,结合弹性动力学原理计算路基顶面动变形,采用路面弯沉控制方法对路面路基相互作用和协调变形进行分析,并提出了控制路基顶面动变形的标准和方法,通过案例进行了控制设计。     

移动荷载作用下大跨度铁路斜拉桥纵向共振机理

列车荷载作用下铁路斜拉桥将在不同方向上发生振动,列车竖向荷载作用下导致的主梁纵向振动将影响道床稳定性和伸缩装置的使用,甚至影响行车安全性和舒适性。采用等效纵向荷载研究移动荷载作用下斜拉桥纵向振动机理,推导纵向共振速度估算公式。以一大跨度铁路斜拉桥为实例,分析了不同速度的移动荷载作用下结构动力响应。结果表明,当移动荷载速度与估算纵向共振速度接近时,移动荷载通过桥梁时的纵向加载频率与桥梁一阶纵向振动频率接近,斜拉桥发生纵向共振现象,主梁和桥塔动力响应显著增大。