宽幅钢箱梁桥冲击系数研究

合理的冲击系数取值对桥梁的安全性具有重要的意义。该文以某城市宽幅钢箱梁高架桥为背景,采用与设计荷载等效的车队,研究了此类桥梁冲击系数取值规律,分析了车速、行车位置、阻尼比和路面不平度对桥梁冲击系数的影响。研究结果表明:车辆对此类桥梁的冲击作用在横桥向存在显著的不均匀性,数值模拟得到的冲击系数超过规范取值26%,阻尼比、路面不平度、车速与车辆作用位置的耦合效应对冲击系数有显著影响。     

波形钢腹板箱梁桥车桥耦合振动冲击系数研究

以实际工程背景泼和大桥为实例,分析了车速、路面不平顺、桥梁结构阻尼对连续梁桥冲击系数值的影响,分析结果表明,随着车速的增加,桥梁动挠度及冲击系数值有增大趋势;路面不平顺是影响车桥耦合振动值的主要因素之一,随着路面状况的恶化,桥梁动挠度值明显增大;桥梁结构阻尼能在一定程度上减小桥梁冲击系数值。     

重型车辆与桥梁耦合振动及桥梁冲击系数的数值模拟研究

为了更合理地评估桥梁在重型车辆作用下的耦合动力响应,在有限元软件LS-DYNA的平台上,根据车桥振动实验数据,建立了具有11个自由度的3轴重型车辆和桥梁上部结构的车桥耦合系统有限元模型。对桥梁模型进行了模态分析,并对车桥耦合振动的三个工况进行了数值模拟,所得结果与实测数据一致,验证了有限元模型的合理性、可靠性。进一步利用该有限元模型进行车桥耦合体系参数分析,选择了车辆运行速度,桥梁桥台搭板的沉降以及桥梁跨度进行桥梁冲击系数的参数敏感性研究。参数分析结果表明:冲击系数整体上随车辆速度的增大而增大,同时有局部极大值的存在;冲击系数随桥台搭板沉降量的增大而增大;冲击系数呈现随桥梁跨度的增大而增大的趋势。     

公路桥梁冲击系数的理论分析与探讨

总结了公路桥梁冲击系数的本质特征,分析了影响桥梁冲击系数的主要因素,针对不同国家对现行桥规中冲击系数的理论分析和公式表达,提出了进一步研究多因素影响的桥梁冲击系数的必要性。     

不同加载效率下简支梁桥冲击系数分析

在桥梁动载试验中,实测冲击系数是较为重要的一个参数;以某简支T梁桥为分析对象,分析了桥梁冲击系数与加载效率之间的关系,指出了目前较为流行的取实测冲击系数与动载效率的乘积作为桥梁冲击系数评价值的做法所存在的问题,可供从事桥梁检测工程人员参考。     

单车荷载下简支梁桥的动力特性和响应的试验研究

本文通过对27m和30m预应力混凝土简支梁桥进行的动载试验,探讨了桥梁动力特性的分析方法,运用随机振动理论及数理系计原理,以随机量的数字特征(标准差)为参数定义了冲击系数.在试验的基础上,建立了车辆与桥梁相互作用的力学模型,应用数值分析的方法研究了车辆行驶速度、桥面平整度与车重对冲击系数的影响,计算结果与实测结果比较吻合.     

大跨度混凝土公路桥梁冲击系数的探讨

通过分析现行桥梁规范中对冲击系数的规定,结合某大跨度预应力混凝土连续梁桥的动载试验实测数据,探讨车速对大跨度混凝土桥梁冲击系数的影响以及现行规范对大跨度混凝土桥梁的适应性。     

公路桥梁汽车冲击系数对比研究

通过对比各国公路桥梁规范关于汽车冲击系数的计算公式,分析了各种冲击系数计算方法的差异,并就几座实际桥梁进行了对比研究,可以为公路桥梁结构设计提供参考,同时提出了公路桥梁汽车冲击系数研究的重点。     

冲击系数对桥梁汽车荷载效应的影响分析

通过以简支梁桥为研究对象,列举公路桥梁相关规范中冲击系数的计算方法,使用公路交通行业里常用的简支空心板桥的标准图来进行结果比较,为分析冲击系数对桥梁汽车荷载效应的影响提供参考。     

公路桥梁冲击系数研究及在斜拉桥中的应用

冲击系数是桥梁设计的重要参数。对比各国规范对移动荷载冲击系数的计算公式,中国规范对冲击系数的要求偏低。文章结合斜拉桥动力试验实测数据,对比现行中国规范对冲击系数的要求,显示出仅用基频计算冲击系数和实测数据有较大差距。针对上述现象,文章提出斜拉桥冲击系数的取值方法,并建议制定针对斜拉桥等柔性结构体系桥梁的冲击系数计算方法。     

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。     

大跨度钢管混凝土拱桥的动力冲击系数分析

在桥梁设计中,考虑车桥耦合振动的影响,精确确定结构受到的冲击效应是非常必要的。以茅草街钢管混凝土拱桥和常见的三轴货车为例,分别利用有限元法和动力平衡原理建立了结构分析模型和车辆的多刚体动力学模型。考虑桥面不平顺的影响,利用车桥系统的协调条件,用Newmark-β法求解振动微分方程,计算桥梁结构动力响应,分析桥梁冲击系数。结果表明:考虑车桥耦合振动的影响,冲击系数通常大于按规范计算的结果;冲击系数随路面不平度的增加而快速增大;车速对冲击系数的影响具有一定的随机性,通常存在某一车速使冲击效应最明显;吊杆截面面积的增加使冲击系数大致呈减小趋势,但具有不确定性。     

桥面不平整度对桥梁冲击系数的影响研究

采用有限元方法,研究了桥面不平整度对不同跨度及宽度简支梁桥冲击系数的影响,结果表明,桥面不平整对桥梁冲击系数影响显著,且与桥梁的宽跨比有关;当宽跨比小于1.0,桥面不平整时冲击系数随着桥梁宽跨比变化明显,而当宽跨比在2.0~3.0之间时,冲击系数的变化趋势减缓,相对稳定,宽跨比的影响可以忽略。     

一种基于经验模态分解的梁式桥冲击系数检测计算方法

为解决基于桥梁动位移的桥梁实测冲击系数计算方法受检测人员主观判断影响较大、计算假定与实际工况存在偏差等问题,以信号经验模态分解为主要技术手段,提出了一种改进的适用于桥梁冲击系数计算中动静位移分量分离的方法。该方法通过对实测桥梁动位移信号进行经验模态分解,选择大尺度的固有模态函数与残余量之和作为动位移中所包含准静态趋势项的近似。数值计算结果表明,此方法的静位移分离结果与真实静位移具有良好相似性,且分离结果受噪声影响较小,具有良好的工程适用性。     

随机车流下连续梁桥冲击系数谱实测与分析

对1座连续梁桥在开放交通下的动响应进行了现场实测和分析。对试验桥的调查、测试和分析主要包括:路面粗糙度实测及功率谱密度分析、自振特性测试与分析、开放交通下的交通荷载观测以及相应的桥梁动位移和加速度实测。为了根据实测桥梁动位移响应确定冲击系数,采用低通Butterworth滤波器对实测动位移响应的动力部分进行滤除而保留了静力极值。此外,研究了冲击系数与车质量、车速之间的关系,采用K-S检验法分别按极值Ⅰ型分布类型对实测冲击系数进行了分布拟合检验,并基于统计方法确定了该桥的冲击系数,最后与各国规范确定的冲击系数进行了对比。结果表明:冲击系数随着车质量的增加而减小,冲击系数随着车速的增加在一个较宽的范围内整体上逐渐增大,实测冲击系数谱基本上服从极值Ⅰ型分布,采用统计方法确定的冲击系数小于很多国家规范确定值。     

多层桥梁不同结构体系冲击系数特性分析

依据现行《公路桥梁通用规范》(2004年版)对车辆荷载冲击系数的计算公式,考虑桩土结构相互作用的影响,在4种结构体系动力基频计算基础上,将不同层的基频模态形式分为7种工况,分别计算出对应工况的汽车荷载冲击系数,并与相同体系单层桥的基频及冲击系数作比较,评价不同结构刚度优劣,总结了桩土结构相互作用及不同结构体系的多层桥梁的冲击系数的基本规律;论文对多层立交桥梁动力特性及活载动力冲击系数的研究成果可供此类桥梁设计参考,也可为同类桥梁的进一步研究提供经验技术支持和理论依据。     

某斜拉桥车辆荷载动力响应分析

利用空间有限元软件以某斜拉桥为实例,建立了空间分析模型,并在此基础上进行了车辆荷载作用下桥梁结构动力时程响应分析研究。根据车辆过桥动力响应分析的结果求得不同车速、不同截面上的冲击系数,并与规范方法计算的冲击系数进行对比。其结论不仅为该桥车辆荷载冲击系数的取值提供了重要的依据,同时也可为同类桥梁冲击系数的取值提供参考。     

曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应

以某一匝道公路曲线连续箱梁桥为例,分析了该类桥梁的空间车桥耦合振动问题。用ANSYS软件模拟梁桥,选用典型的三轴空间车辆模型,采用模态综合法编制公路曲线车桥耦合振动响应MATLAB程序,获得了车辆制动作用下曲线连续梁桥的动力响应及冲击系数,研究了初速度、制动位置、制动力上升时间、桥面平整度等参数对冲击系数的影响。结果表明:车辆制动时,主梁最大挠度、挠度和内力冲击系数没有随初速度的增大而单调递增或递减,但均明显大于车辆以相同初速度匀速行驶时的结果,且可能超过规范值。在桥前半跨内制动时,挠度和跨中剪力冲击系数大于在后半跨度内制动情况,同时,当车辆制动位置大于半跨且越靠近支点时,车辆制动时挠度和内力冲击系数越接近匀速时的结果。随着曲率半径的增大,桥梁的挠度、弯矩和扭矩冲击系数逐渐减小,而剪力冲击系数逐渐增大;弯桥的挠度、弯矩和扭矩冲击系数大于直线桥结果,紧急制动易于加剧桥梁的振动。     

多跨预应力连续箱梁桥动载试验研究

以福建省尤溪县某新建四跨预应力连续箱梁桥为工程背景,对该桥开展了环境脉动试验和无障碍行车试验研究,分析了桥梁的自振特性和行车激励下的动态响应,得到结构的自振频率、阻尼比、振型、动应变、冲击系数等动力特性指标。结果表明,该桥实测的结构基频为5.87Hz,实测的各阶频率均大于计算频率,表明桥梁结构实际刚度较大;实测的阻尼比均小于5%,表明桥梁结构整体弹性工作性能较好,具有一定的耗散外部振动能量的能力;无障碍行车工况下,实测的冲击系数为0.095～0.214,根据规范计算出的理论冲击系数为0.297;各车速下冲击系数的实测值均小于理论值,表明该桥桥面平整度和行车性能良好,桥梁动力特性符合规范要求。     

BRT桥梁静动力荷载试验与结构性能评估

笔者在桥梁静动载试验相关研究的基础上,对厦门集美大桥BRT桥梁进行了静动载试验,得到了该桥梁的内力、变形(应变)及其自振频率和冲击系数,并将试验数据与有限元计算结果进行对比分析。结果表明:BRT桥梁静载试验荷载效率系数满足规范要求;控制截面实测挠度和应变均小于计算值;实测振型与有限元计算振型具有很好的相关性,实测频率值均大于计算值,同时实测冲击系数平均值小于计算值,表明该桥梁结构在设计荷载作用下处于良好的弹性工作状态,结构承载能力及正常使用性能均满足规范要求。