大跨度舞台的动力分析及舒适度评价

采用通用有限元软件MIDAS,通过对大跨度舞台结构开展竖向动力分析,获得了5种常见工况下舞台结构的竖向振动峰值加速度;参考人行天桥相关规范中的舒适度评价指标,分析评价了舞台结构的舒适度;对比分析杆件应力、竖向挠度等设计指标,验证了结构设计时采用静力荷载乘以放大系数等效动力荷载的方法是比较可行的.     

基于实测响应的斜拉人行桥人致振动舒适度研究

研究了大跨轻柔斜拉人行桥人致振动舒适度问题。基于有限元方法建立了某大跨度斜拉人行桥的分析模型并进行了动力特性分析;进行了该桥在环境脉动激励作用下的动力特性实测和不同人行荷载作用下的动力响应测试;依据英国规范BS5400评价了该桥的振动舒适度状况。结果表明,该桥在人行荷载作用下存在较为显著的振动响应和一定程度的振动舒适度问题。     

某下承式拱桥车振动力性能分析

为研究下承式拱桥在移动车辆荷载作用下的动力性能,对某下承式拱桥建立三维有限元模型,并通过环境振动试验对该桥进行模态参数识别,以此验证有限元模型的可靠性。在不同车速荷载作用下对该桥梁的动力响应进行了对比分析,并在此基础上采用狄克曼舒适度评价指标对桥梁进行车振舒适度评价。结果表明:冲击系数的大小不仅和结构基频有关,还与车辆的行驶速度有关,车速越大冲击系数越大;桥梁的横向舒适性较好,竖向舒适性较差。       

桥建合一式高架站的振动特性分析

为研究桥建合一式大跨度高架站振动特性,采用现场监测试验方法获取列车正常进、出站及匀速调度过站下高架车站的振动响应结果,结合数值模拟方法对比验证与分析了桥建合一式高架车站的振动特性。结果表明：在列车正常进、出站与匀速调度过站条件下,数值模拟与现场实测的结果基本相近且规律一致。列车正常进、出站时,轨道层测点的振动响应最大,为630～1 221 mm/s²,站厅层次之,站台层最小;列车匀速调度过站(10～90 km/h)时,各测点振动响应随调度速度增加呈波动上升趋势,轨道层测点的振动响应最大,加速度峰值从227 mm/s²增至1 805 mm/s²,站台层和站厅层相近,从116 mm/s²增至960 mm/s²,且在列车速度为70～90 km/h时出现明显的加速度局部峰值。当轨道梁振动传递到站台层、站厅层时,响应频率的高频段振动衰减较低频段振动快,轨道层振动响应优势频率为25～60 Hz,较站台层和站厅层高。     

高耸结构的风振动力响应分析

仅采用风振系数的办法将脉动风的动力作用转为等效的静风荷载、无法全面准确地描述高耸结构的动力特性，有必要研究高耸结构的风振动力特性，这样不仅可以作出在风载作用下结构强度和变形的评价，而且可以对结构的舒适度做出评价，结合工程分析法和频响函数法进行风振动力响应的计算分析，并与按荷载规范的计算结果作了比较。     

桥建合一车站列车振动舒适度评价方法研究

针对铁路和城市轨道交通列车运行给桥建合一车站带来的振动舒适度问题,总结了目前振动对建筑舒适度分析和评价的基本方法和标准,探讨了桥建合一车站列车振动候车舒适度的分析和评价方法。以某桥建合一客运站为例,采用加速度振动级方法,根据《城市区域环境振动标准》对其振动舒适度进行分析和评价,所采用的基于国家标准的评价方法可供同类车站分析与评价参考。     

工程结构振动舒适度的抗力模型

为分析振动建筑的适用性,结合烦恼率计算模型和振动舒适度标准,给出了适用于不同使用场合下普通建筑物的振动烦恼率曲线,通过拟合计算得到了烦恼率曲线近似服从对数正态分布的结论;并进一步从人数统计角度出发,讨论了随机振动强度下烦恼率期望值的计算方法,与传统结构可靠度计算方法进行比较表明,烦恼率期望值的计算与结构失效概率的计算完全等同,烦恼率期望值本身就是一种失效概率,因此,可以把烦恼率曲线看成一种新的抗力模型,从而可直接用结构可靠度的分析方法分析振动舒适度问题.     

基于烦恼率的某泄洪闸闸墩振动舒适度评价

为定量评价水流诱发水工结构振动对人体产生的舒适度问题,对某泄洪闸闸墩进行原型振动测试,得到时域响应数据,通过构建其有限元模型并提取结构特性信息,基于反分析算法可求得泄洪闸闸墩有限元模型上任意节点的动位移均方根值,对变化得到的加速度均方根值频率计权并代入烦恼率模型计算所有节点烦恼率值,并绘制烦恼率云图,以评价结构整体的舒适度情况。结果表明:泄洪闸左右闸墩烦恼率的最大值均出现在闸墩的下游顶部,在考虑舒适性降低界限时的左闸墩烦恼率最大值为11.0%,右闸墩最大值为7.5%,其振动舒适度基本能够满足要求,同时也弥补了对于水工领域人体舒适度评价的空缺。     

下期论文摘要预登

工程结构振动舒适度的抗力模型宋志刚,金伟良(浙江大学土木工程学系,浙江杭州310 0 2 7)摘　要:为分析振动建筑的适用性,结合烦恼率计算模型和振动舒适度标准,给出了适用于不同使用场合下普通建筑物的振动烦恼率曲线,通过拟合计算得到了烦恼率曲线近似服从对数正态分布的结论;并进一步从人数统计角度出发,讨论了随机振动强度下烦恼率期望值的计算方法,与传统结构可靠度计算方法进行比较表明,烦恼率期望值的计算与结构失效概率的计算完全等同,烦恼率期望值本身就是一种失效概率,因此,可以把烦恼率曲线看成一种新的抗力模型,从而可直接用结构…     

移动荷载作用下桁架桥动力响应的数值分析

为研究移动荷载作用下桁架桥的振动情况,采用有限元方法,编制了桁架桥有限元计算程序,分析了节点静力荷载和移动荷载两种工况作用下某工程中三联钢桁架桥的受力情况,计算了静力荷载作用下的节点位移和单元内力,模拟了移动荷载作用下桁架桥动力响应过程,并与MIDAS/Civil程序计算结果进行比较.计算结果表明,两种方法对静力问题求解是吻合的;在动力分析时,相对于MIDAS程序中施加的"跳跃"性节点动力荷载,所给的线性插值分配方案,使得移动荷载具有较好的连续移动性,其动力响应曲线相对缓和.     

某大跨拱桥车桥耦合振动及行人舒适度分析

以某大跨度飞燕式钢管混凝土拱桥为研究对象,采用车桥耦合振动计算软件VBC,对桥梁结构在车辆作用下的动力响应情况进行分析,并对桥上行人舒适度做出评价。结果表明,密集流作用下桥梁振动最剧烈,拥挤流作用下桥梁振动响应次之,阻塞流作用下桥梁振动响应最小;自由流作用下该桥振动响应峰值存在明显间隔,且峰值响应较大,表明该桥对车致振动敏感,该桥人行道上行人舒适度评价结果为没有不舒适。     

随机人流荷载作用下各层弱相关钢吊杆悬挂结构人致振动研究

以某各层弱相关的钢吊杆悬挂结构建筑为研究对象,建立基于舒适度评价的精细化有限元模型,同时采用考虑人群行走路径的随机人流荷载,对结构进行人致振动响应计算。结果表明：该结构在人致荷载激励下,振动舒适度超标,应采取相应的减隔振措施;人致荷载的高阶主谐分量会引起结构共振,在结构设计时要注意使基频避开步行荷载的倍频频率。改变建筑功能布局会影响人流行走路径,从而使人流行走路径避开楼板模态振型峰值处,降低人致振动响应,最高可以使振动响应降低21.6%,在设计中可通过改变建筑功能布局的方法,来达到减振的目的。     

单箱双室连续箱梁桥荷载试验研究

结合某单箱双室预应力混凝土连续梁桥工程,介绍了该桥静力荷载试验的内容与方法,其中包括测点布置、荷载布置、加载制度以及试验结果与计算结果的对比分析等.通过静力荷载试验来测试桥跨结构强度、刚度,以检验桥跨结构在正常使用状态下的承载能力和结构变形是否符合设计要求.试验结果表明:该桥结构处于正常受力状态,结构刚度、强度均满足规范要求.     

地铁列车振动对临近建筑内人体舒适度的影响研究

随着城际轨道交通的迅速发展,列车营运引起的环境振动造成人体的不舒适已成为人们关注的焦点之一.通过对隶属度和振动加速度之间的关系的分析,建立了基于模糊理论的建筑结构内人体舒适度的烦恼率模型.利用隧道--建筑物三维有限元结构模型,并采用车辆轨道系统随机振动荷载时程谱加载,模拟得到了地铁车辆振动引起的建筑物内各层楼板中心点的加速度、速度等振动参数,给出了地铁振动引起的烦恼率曲线,进而得到了地铁列车运营产生的振动相对于人体舒适度参数.     

地铁高架桥列车振动荷载对邻近构筑物受力变形的影响

为分析新建地铁高架桥运营期列车振动荷载对近接敏感构筑物的影响,基于长沙地铁1号线北延线高架桥上跨既有高速公路与干线铁路,针对两侧紧邻既有桥台桩基和框架桥,建立列车振动荷载下高架桥–地层–既有结构的动力耦合数值模型,分析地层与既有结构的不同深度动力响应随时间变化规律,以及列车运行速度、轴重、近接距离、地层加固模量、阻尼比分别对桥台桩基和框架桥的水平位移、速度和加速度的影响规律。结果表明：列车振动作用下,地表沉降值约为水平位移的40%,地层变形以水平位移为主。框架桥的变形、速度、加速度变化趋势与桩基类似,但其绝对值相对较小;不同深度的动力响应特征明显不同,桩顶和框架桥顶板受影响较大。既有构筑物的动力响应随速度的增加先减小后增大,且在低速区变化幅值较小,80 km/h为列车的最佳运行速度;动力响应随列车轴重的增大近似呈线性增大,轴重相对于速度对动力响应的影响明显。近接距离越小,框架桥的动力响应越大;新建桩基与框架桥水平距离小于桩径的4倍时,需采取加固措施;动力响应随加固区刚度增大而减小,地层模量达到300 MPa后,继续提高加固强度对降低响应的效果不明显。研究成果可为类似工程的建设与运营提供...     

空冷风机桥谐响应动力分析与设计

风机桥的设计必须考虑风机的振动影响.首先分析了某工程风机桥的动力特性,得到了风机桥的自振频率,其自振频率都属于高频,而风机的振动频率属于低频,不会引起共振.然后采用振型分解法,计算了风机桥在简谐振动荷载作用下的动力响应,验证了风机桥不会引起共振,并且得出了动力放大系数,将动力荷载转化成静力荷载,对风机桥进行了规范验算,符合规范要求.     

地铁高架桥列车振动荷载对邻近构筑物受力变形的影响分析

为分析新建地铁高架桥运营期列车振动荷载对近接敏感构筑物的影响,结合长沙地铁1号线北延线高架桥上跨既有高速公路与干线铁路,两侧紧邻既有桥台桩基和框架桥,建立列车振动荷载下高架桥-地层-既有结构的动力耦合数值模型,分析了地层与既有结构的不同深度动力响应随时间变化规律,以及列车运行速度、轴重、近接距离、地层加固模量、阻尼比分别对桥台桩基和框架桥的水平位移、速度和加速度的影响规律。结果表明：列车振动作用下地表沉降值约为水平位移的40%,地层变形以水平位移为主;框架桥的变形、速度、加速度变化趋势与桥台桩基类似,但其绝对值相对较小,而桩基和框架桥不同深度的动力响应特征明显不同,桩顶和框架桥顶板受影响较大;既有构筑物的动力响应随速度的增加先减小后增大,且在低速区变化幅值较小,80km/h为列车的最佳运行速度;既有结构的动力响应随列车轴重的增大近似呈线性增大的关系,轴重相对于速度对动力响应的影响明显;近接距离越小,框架桥的动力响应越大,高架桥新建桩基与框架桥水平距离小于桩径的4倍时,需采取加固措施;动力响应随加固区刚度增大而减小,地层模量达到300MPa后,继续提高加固强度对降低响应的效果不明显。研究成果可为类似工程的建设与运营提供有益借鉴。     

人行激励下大跨度钢结构连廊舒适度分析

针对大跨度钢结构连廊的特点,采用有限元和自编程序相结合的方法,模拟不同工况,单人、多人有序和随机人群荷载模式,计算该结构的自振特性和动力加速度响应,并进行了不同工况下结构舒适度评价。结果表明,人行荷载频率的影响最大,其次是荷载类型、人群同步概率及人群的集度。     

某异形拱人行桥通行舒适度及其控制研究

综合对比了国内外规范对于人行桥通行舒适度的规定,并以一座异形拱人行桥为研究背景,利用大型通用有限元分析软件Midas civil建立背景工程的有限元模型;参考德国人行桥设计规范中的舒适度评价方法对人行桥进行舒适度评价,并利用调谐质量阻尼器对人行桥进行减振设计.通过对背景工程进行舒适度评价和减振设计,得到一些实用设计分析有益的结果,分析结果表明:本工程在一般的正常使用情况下振动舒适性满足要求;当桥面上行人密度过大,行人交通荷载繁忙的极端状况下时,振动舒适性不能满足要求;采用TMD消能减振装置后,桥梁结构的动力响应均达到建议的峰值加速度范围以内,满足振动舒适性要求.     

基于MSD模型的人行天桥舒适度研究

针对人行天桥舒适度评价标准合理性不明确的问题,基于MSD (mass-spring-dumper)简化分析模型,建立多人随机作用下的人桥耦合动力方程,通过有限多次数值计算结果进行概率统计分析,发现采用均方根加速度作为评价标准更加合理。对一座新建人行天桥,采用均方根加速度评价标准,应用改进的烦恼率模型进行舒适度评估。结果表明：天桥舒适度主要取决于行人振感限值,并与桥上的人流量有关。研究成果可为人行天桥的舒适度设计提供参考。