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基于ANSYS的简支梁车-桥-支座耦合动力响应分析

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科技和产业 2024年第6期24卷 287-294页

作者：宁锋邓年春中交四航工程研究院有限公司广州510415 广西大学土木建筑工程学院南宁530004 中交集团交通基础工程环保与安全重点实验室广州510415 广西防灾减灾与工程安全重点实验室南宁530004

为准确模拟车辆过桥产生的振动,应考虑支座弹性作用的影响。结合分离法与汽车动力学原理,分别建立车辆、桥梁和支座的计算模型并通过位移协调关系和力的平衡关系进行车-桥-支座耦合。基于ANSYS中APDL语言,以30 m简支箱梁桥为算例研究桥... 详细信息

为准确模拟车辆过桥产生的振动,应考虑支座弹性作用的影响。结合分离法与汽车动力学原理,分别建立车辆、桥梁和支座的计算模型并通过位移协调关系和力的平衡关系进行车-桥-支座耦合。基于ANSYS中APDL语言,以30 m简支箱梁桥为算例研究桥面不平整度、支座刚度和阻尼对车-桥-支座耦合动力响应的影响。结果表明,桥面平整度越差,车辆行驶过程中对桥梁产生的冲击力越大,激发桥梁的动力响应越剧烈;适当增大支座刚度能有效降低桥梁动挠度,减弱振动响应;支座阻尼具有耗能作用,增大支座阻尼对削弱桥梁加速度响应有明显的效果;在设计桥梁支座时,应适当增大支座刚度和阻尼来削弱车-桥-支座耦合振动对桥梁的冲击作用。

关键词：车-桥-支座耦合振动动力响应桥面不平顺数值分析车辆冲击

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内焊钢筋-钢管混凝土界面粘结滑移性能

中国科技论文 2024年第7期19卷 769-776页

作者：倪敬尧邓年春彭修宁陈召桃广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室(广西大学) 南宁530004 广西路桥工程集团有限公司南宁530200

为了探究提高钢管混凝土组合结构钢管与混凝土界面粘结强度的措施,研究不同形式的内焊钢筋对两者界面粘结强度的影响,设置4种不同形式钢管内焊钢筋结构的钢管混凝土构件进行推出试验,对试验结果设置参数以比较不同内焊钢筋构造措施对两... 详细信息

为了探究提高钢管混凝土组合结构钢管与混凝土界面粘结强度的措施,研究不同形式的内焊钢筋对两者界面粘结强度的影响,设置4种不同形式钢管内焊钢筋结构的钢管混凝土构件进行推出试验,对试验结果设置参数以比较不同内焊钢筋构造措施对两者界面粘结性能的影响,结合曲线与试验现象描述了滑移发生过程。应用ABAQUS软件进行有限元模拟,对比分析了不同内焊钢筋构造措施对粘结滑移性能的影响,并提出了钢管内焊钢筋构造粘结力的计算方法。结果表明:内焊钢筋的构造措施可以大幅度提升钢管混凝土界面的粘结强度;随着钢筋环数的增加,界面粘结强度逐渐增大。

关键词：钢管混凝土粘结滑移性能内焊钢筋结构推出试验粘结力

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大跨度钢管混凝土拱桥车桥耦合振动分析

铁道科学与工程学报 2022年第12期19卷 3693-3704页

作者：姚敦荣邓年春广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004

为分析大跨度公路钢管混凝土拱桥的车桥耦合振动响应,以及车桥同频率对车桥耦合动力响应的放大问题,利用有限元软件ANSYS建立平南三桥有限元模型,基于车桥耦合振动理论,结合多体动力学软件Universal Mechanism (UM)提高运算速率,使用UM... 详细信息

为分析大跨度公路钢管混凝土拱桥的车桥耦合振动响应,以及车桥同频率对车桥耦合动力响应的放大问题,利用有限元软件ANSYS建立平南三桥有限元模型,基于车桥耦合振动理论,结合多体动力学软件Universal Mechanism (UM)提高运算速率,使用UM中20自由度的KAMAZ-55111 Truck联合UM, MAC导出的不同截断频率的拱桥子模型,进行车桥耦合振动响应分析。探讨桥面不平顺等级、行车间距和桥梁结构阻尼等因素对车桥耦合振动响应的影响,及桥梁固有频率和车辆固有频率相近时对车桥耦合振动系统的影响。研究结果表明:对车辆和拱桥结构动力响应的影响最突出的因素是桥面不平顺等级,车桥的动力响应随着桥面不平顺等级的降低而增大,拱桥的动力响应却随着车队行车间距的增大而减小,主要体现在适度车距对位移峰值的“削峰”和“翘曲”作用;短吊杆的冲击系数随着拱桥阻尼比的增大而减小,拱桥阻尼比对跨中振动位移影响较小,对跨中加速度的影响较为明显,但对车辆动力响应的影响并不明显;2种车桥同频共振情况都放大了拱桥的动力响应,但截断频率12的情况车桥频率并未很接近,存在差别,放大并不明显,车辆的动力响应变化受其本身的弹簧阻尼悬架系统影响并不明显。可见保持良好的车距、加强对桥梁路面的管养、控制行车间距、避免车桥频率接近等措施都能合理地减小车桥耦合振动响应,延长拱桥使用寿命。

关键词：钢管混凝土拱桥车桥耦合振动有限元法桥面不平顺动力响应

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结构微应变高分辨率测试技术

传感技术学报 2023年第10期36卷 1539-1545页

作者：郝天之龙夏毅邓年春杨涛广西北投交通养护科技集团有限公司广西南宁530022 广西交科研集团有限公司广西南宁530007 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004

为克服移动荷载识别过程受应变测试分辨率影响大的难题,研发了一种高分辨率应变测试装置。该装置将不同刚度比和长度比的两种部件进行组合,将有效距离内的变形集中至某一部件上,从而实现对结构应变的放大作用。推导了基于部件参数刚度... 详细信息

为克服移动荷载识别过程受应变测试分辨率影响大的难题,研发了一种高分辨率应变测试装置。该装置将不同刚度比和长度比的两种部件进行组合,将有效距离内的变形集中至某一部件上,从而实现对结构应变的放大作用。推导了基于部件参数刚度比、长度比的高分辨率应变求解公式,提高了对结构应变的测试分辨率,可识别的应变达到0.01με。分析了温度及体系变形所引起的测试误差,推导了此类误差的计算公式。所提出的方法可广泛适用于桥梁荷载试验、健康监控及基于动应变识别移动荷载等技术领域。

关键词：传感器应变测试高分辨率误差修正

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最优磁化模型的磁通量传感器仿真实验与应用

石家庄铁道大学学报（自然科学版） 2022年第1期35卷 70-75页

作者：秦志勇邓年春广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004

为了优化磁通量传感器测量的精度与稳定性,以更好地满足桥梁拉索应力测量需求,根据钢绞线的磁特性曲线与Biot-savar定律,设计了最优激励模型的CCT20穿入式磁通量索力传感器,对其进行拉力试验,并采用有限元软件模拟了张拉试验中传感器测... 详细信息

为了优化磁通量传感器测量的精度与稳定性,以更好地满足桥梁拉索应力测量需求,根据钢绞线的磁特性曲线与Biot-savar定律,设计了最优激励模型的CCT20穿入式磁通量索力传感器,对其进行拉力试验,并采用有限元软件模拟了张拉试验中传感器测钢绞线的全过程,还提出了相关性系数来增强试验与仿真间的可对比性,模拟结果与试验结果基本吻合,证明了有限元模型的有效性,进一步分析了传感器对钢绞线的磁化效果。试验及仿真结果表明,穿入式传感器测量结果与钢绞线张力呈线性关系,多次重复测量性能优于0.3%;传感器设计励磁源下,钢绞线被测区域磁感应强度为0.77 T,位于钢绞线最大磁导率附近,获得最佳测量效果,励磁模型达到最优。并对汕头新津河特大桥拉索进行了应力状态检测,最终得出结论,CCT20穿入式磁通量索力传感器测量结果准确,最大测量偏差为0.8%。

关键词：磁弹效应磁通量传感器索力测量张拉试验汕头新津河特大桥

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钢管混凝土拱桥大管径拱肋环焊缝焊接数值模拟

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焊接学报 2020年第10期41卷 79-86,I0006页

作者：杨阳邓年春郭晓广西大学南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室南宁530004 广西路桥工程集团有限公司南宁530004

为了研究大管径拱肋环焊缝焊接接头残余应力分布规律,用ANSYS软件对直径1400 mm,厚度26 mm的拱肋环焊缝进行了焊接温度场及应力场数值模拟.分析了焊接过程的温度分布云图及应力分布云图,获取了特征节点的热循环曲线,分析了焊后内外表面... 详细信息

为了研究大管径拱肋环焊缝焊接接头残余应力分布规律,用ANSYS软件对直径1400 mm,厚度26 mm的拱肋环焊缝进行了焊接温度场及应力场数值模拟.分析了焊接过程的温度分布云图及应力分布云图,获取了特征节点的热循环曲线,分析了焊后内外表面各残余应力分布情况及内表面残余应力形成过程.结果表明,等效残余拉应力峰值出现在钢管内表面焊缝底部.焊后径向和环向残余应力在内、外表面大部分区域形成压应力,轴向残余应力在内、外表面形成拉-压相间的应力分布,等效残余应力在内、外表面均为拉应力.残余应力形成过程中,第2~7层的径向、环向、轴向及等效残余应力曲线与第1层径向、环向、轴向及等效残余应力曲线相比,除在波峰及波谷处有较小变化外,其它区域残余应力几乎不变.

关键词：钢管混凝土拱桥拱肋焊接模拟残余应力

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基于附加质量法的吊杆索力测试研究

石家庄铁道大学学报（自然科学版） 2022年第3期35卷 11-16页

作者：胡乐海邓年春广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004

为了提高拱桥吊杆索力测试的精度,对振动频率法进行优化。基于Euler-Bernoulli梁理论建立附加质量后吊杆的振动微分方程,并利用振型分析法求解。通过引入简支梁的振型函数,求得吊杆的有效索长。在两端铰支边界条件下,导出使用前两阶频... 详细信息

为了提高拱桥吊杆索力测试的精度,对振动频率法进行优化。基于Euler-Bernoulli梁理论建立附加质量后吊杆的振动微分方程,并利用振型分析法求解。通过引入简支梁的振型函数,求得吊杆的有效索长。在两端铰支边界条件下,导出使用前两阶频率且无抗弯刚度项的索力计算式,将有效索长代入得到吊杆索力值。运用数值模拟验证,并与规范公式进行对比分析,同时给出了该方法的适用条件。结果表明,本文公式考虑了边界条件和刚度参数对索力测试值的影响,可用于不同的索长、索力、边界及不同截面时的索力测试,且误差在3%以内,对于实际边界下的短吊杆索力测试误差小于2%,具有较高精度和工程意义。

关键词：吊杆索力测试振动频率附加质量有效长度

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Stress Analysis of New Type Pre-Stressed Anchor Bearing Plate Combining Stamping with Welding Forming and Its Anchorage Zone

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World Journal of Engineering and Technology 2017年第4期5卷 33-41页

作者： Daosen Chen nianchun deng Zanzhi Wang Haining Zuo Department of Civil Engineering and Architecture Guangxi University of Science and Technology Liuzhou China Department of Civil Engineering and Architecture Guangxi University Nanning China Liuzhou OVM Machinery Co. Ltd. Liuzhou China

An anchor bearing plate transfers the anchoring force from anchor plate to the concrete and the pre-stress is formed in the concrete structure. Currently, the main type of anchor bearing plate is cast iron. It is brittle during transportation and tension process. This paper presents a new type of anchor bearing plate combined stamping with welding forming. The structure of the new type anchor bearing plate is introduced. The stress states of the anchor bearing plate and anchorage zone under work are studied. Various specifications of anchor bearing plate are studied by ANSYS finite element analysis software following the AASHTO specification. The analysis results are compared with the results of the same type of OVM round-shaped anchor plate. The study results show that the new pre-stressed anchor plates combined stamping with welding forming are feasible and more sturdy which can meet the engineering demand.

关键词： Pre-Stressed Concrete Structure Finite Element Analysis Anchor Bearing Plate Stress of Anchorage Zone

弹性支承下大跨连续梁桥车桥耦合振动响应分析

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石家庄铁道大学学报（自然科学版） 2023年第1期36卷 20-26页

作者：柏琦邓年春广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004

为探讨弹性支承下梁桥车桥耦合振动响应,用弹簧-阻尼单元模拟支座,采用9自由度三轴空间整车模型,以三跨连续箱梁桥为研究对象,建立车桥耦合方程,利用ANSYS软件二次开发语言APDL进行仿真分析。研究分析了在弹性支承下,支座刚度、路面不... 详细信息

为探讨弹性支承下梁桥车桥耦合振动响应,用弹簧-阻尼单元模拟支座,采用9自由度三轴空间整车模型,以三跨连续箱梁桥为研究对象,建立车桥耦合方程,利用ANSYS软件二次开发语言APDL进行仿真分析。研究分析了在弹性支承下,支座刚度、路面不平整度、车速以及行车间距对大跨连续梁桥车桥耦合动力响应的影响。研究结果表明,当支座刚度较小时,支座刚度变化对桥梁动力响应的影响较大,而当支座刚度较大时,支座刚度变化对桥梁的动力响应较小;路面等级越低,桥梁振动频率越趋向于低频化,当与桥梁固有频率接近时,动力响应尤为激烈;车速与行车间距对跨中挠度影响不大,对冲击系数与加速度幅值有较大影响,控制行车速度,保持良好车距可以有效减少车桥耦合振动响应。

关键词：弹性支承有限元法车桥耦合振动动力响应

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