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轨道车辆作用下桥梁应力时程实用算法研究

世界桥梁 2021年第6期49卷 64-71页

作者：黄海东张扬波陈桂成向中富重庆交通大学土木工程学院重庆400074 浙江义东高速公路工程建设指挥部浙江东阳322100

针对传统车-桥耦合迭代算法在计算桥梁应力时程时适用性较差的问题,提出一种简明、实用的移动荷载动力计算方法。该方法利用形函数推导移动集中荷载到时变节点荷载的转化公式,根据轨道不平顺线形和列车蛇形运动轨迹,假设轮与轨始终密贴... 详细信息

针对传统车-桥耦合迭代算法在计算桥梁应力时程时适用性较差的问题,提出一种简明、实用的移动荷载动力计算方法。该方法利用形函数推导移动集中荷载到时变节点荷载的转化公式,根据轨道不平顺线形和列车蛇形运动轨迹,假设轮与轨始终密贴,计算车辆匀速行驶中的惯性力,将其与车辆轴重作为桥梁振动的激励源,通过MATLAB编写程序自动生成命令流文件,在有限元软件平台实现加载和计算。将该算法应用于重庆千厮门嘉陵江大桥,建立整桥多尺度有限元模型,计算局部细节应力时程,结果表明:计算结果与实测结果一致,2列列车对向通过桥梁时最大Mises应力出现在轨道梁与横梁交界处上翼缘以及横梁中跨跨中下翼缘,分别为12.6 MPa和11.4 MPa。该算法具有足够的精度、可靠性和适用性,可实现轨道车辆作用下桥梁结构局部细节应力时程计算。

关键词：轨道桥移动荷载形函数动力响应应力时程

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岩石爆破破坏界面上的应力时程研究

岩石爆破破坏界面上的应力时程研究

第八届全国岩石动力学学术会议

作者：陈士海王明洋赵跃堂钱七虎山东科技大学爆破所

关键词：岩石力学爆破破坏分区应力时程爆炸力学空腔膨胀曲线拟合

来源： cnki会议评论

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地震作用下大型地下洞室群应力传播特征研究

世界地震工程 2012年第3期28卷 130-135页

作者：张玉敏孙丽梅朱泽奇华北水利水电学院河南郑州450011 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

选用攀枝花-会理地震波,通过基线校正和高频滤波,作为实际地震动输入,利用FLAC3D软件对某水电站大型地下洞室群进行了地震作用下应力传播特性的研究。数值分析结果表明,洞室群周围应力时程的变化趋势与输入加速度时程的变化趋势相似,但... 详细信息

选用攀枝花-会理地震波,通过基线校正和高频滤波,作为实际地震动输入,利用FLAC3D软件对某水电站大型地下洞室群进行了地震作用下应力传播特性的研究。数值分析结果表明,洞室群周围应力时程的变化趋势与输入加速度时程的变化趋势相似,但由于地震波的传播需要一定的时间,因此存在一定的滞后效应。洞室边墙出现了一定面积的拉应力区,随着输入加速度的增大,拉应力区的范围有所扩展,但是扩展的范围不大。所得结果对大型地下洞室群地震动传播特征问题的研究具有一定的参考意义。

关键词：大型地下洞室群应力时程传播特征拉应力区

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大跨度移动模架施工期在线应力监测技术研究

公路 2017年第8期62卷 143-146页

作者：蔡邦国浙江温州沈海高速公路有限公司温州市325003

在线应力监测系统相比于常规人工巡检具有自动化程度高、监测速度快、及时预警等优点,从而确保监测过程中人员的安全并提高监测质量和效率。通过对移动模架混凝土浇筑过程中进行在线应力监测,全面掌握移动模架主要构件在混凝土浇筑过程... 详细信息

在线应力监测系统相比于常规人工巡检具有自动化程度高、监测速度快、及时预警等优点,从而确保监测过程中人员的安全并提高监测质量和效率。通过对移动模架混凝土浇筑过程中进行在线应力监测,全面掌握移动模架主要构件在混凝土浇筑过程中应力变化状况,反映了移动模架各主要构件的受力特性,成效显著。研究成果对于同类型监测项目的开展,具有借鉴意义。

关键词：移动模架在线监测应力时程振弦传感器稳定性

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基于雨流计数法的接触线疲劳寿命分析

铁道学报 2012年第6期34卷 34-39页

作者：毕继红陈花丽任洪鹏天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

电气化铁路向高速化方向发展,为保证结构的安全性,对接触网进行精确的疲劳分析至关重要。本文使用APDL语言编制命令流,对柔性悬挂接触网的接触线进行疲劳寿命估算,并给出具体步骤。采用改进的雨流计数法,对接触线各单元的疲劳应力谱进... 详细信息

电气化铁路向高速化方向发展,为保证结构的安全性,对接触网进行精确的疲劳分析至关重要。本文使用APDL语言编制命令流,对柔性悬挂接触网的接触线进行疲劳寿命估算,并给出具体步骤。采用改进的雨流计数法,对接触线各单元的疲劳应力谱进行统计处理,得到各单元的各级应力幅值、应力均值与相应的应力循环数;用Miner线性疲劳累积损伤理论得到接触线各单元的疲劳寿命值。针对一组参数,得到接触线各跨的安全运行次数与折算年限,分析接触线疲劳寿命的不利位置,研究不利位置的应力时程特征,为柔性悬挂接触网系统的设计和工程实际施工与维护提供重要依据。

关键词：柔性悬挂接触网疲劳寿命雨流计数法应力时程不利位置

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吊弦振动频率及幅度对疲劳寿命的影响分析

铁道科学与工程学报 2019年第2期16卷 471-477页

作者：彭培火陈立明王伟何凡北京建筑大学理学院力学系北京102612 中国铁道科学研究院标准计量研究所北京100015

推导吊弦的振动方程,用数值方法求解振动方程,模拟位移,横截面作用力和弯矩的动态变化规律。根据吊弦的应力时程、利用MATLAB数值计算程序分析影响吊弦疲劳寿命的因素(如振幅和频率)。数值计算结果表明:吊弦疲劳寿命的对数值随着频率和... 详细信息

推导吊弦的振动方程,用数值方法求解振动方程,模拟位移,横截面作用力和弯矩的动态变化规律。根据吊弦的应力时程、利用MATLAB数值计算程序分析影响吊弦疲劳寿命的因素(如振幅和频率)。数值计算结果表明:吊弦疲劳寿命的对数值随着频率和振幅的增加呈现出线性降低的趋势。

关键词：吊弦振动方程有限差分法应力时程疲劳特征

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船撞冲击下高桩桥墩高危损伤区域分布

土木工程与管理学报 2016年第1期33卷 24-31页

作者：高荣雄李敬唐奇文华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉430074 华中科技大学控制结构湖北省重点实验室湖北武汉430074 深圳市公路交通工程试验检测中心广东深圳518049 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司湖南长沙410000

航道桥梁的建设在一定程度上改变了船舶通航环境,船撞冲击成为桥梁损伤倒塌的重要原因之一。高桩基础具有基桩自由长度长、长径比大和抗冲击能力相对弱的特点,船撞冲击更容易导致其损伤或倒塌。本文基于一内河航道上常见的驳船和实桥桥... 详细信息

航道桥梁的建设在一定程度上改变了船舶通航环境,船撞冲击成为桥梁损伤倒塌的重要原因之一。高桩基础具有基桩自由长度长、长径比大和抗冲击能力相对弱的特点,船撞冲击更容易导致其损伤或倒塌。本文基于一内河航道上常见的驳船和实桥桥墩模型,充分考虑土体对桥墩的约束作用和混凝土材料的弹塑性硬化特点,模拟驳船以一定速度撞击桥墩全过程。藉此深入分析高桩桥墩船撞冲击力的动态特征、高应力区域的分布和其应力动态时程,探讨了高桩桥墩撞击冲击下的高危损伤区域分布。最后,基于一实桥船撞的损伤分布和病害特点,印证了高桩桥墩船撞易损区域分布结论。研究成果可为类似结构的防撞设计、加固和开展针对性检测提供指导。

关键词：高桩桥墩船撞冲击损伤区域撞击力时程应力时程

城市轨道交通桥梁车—桥耦合振动实用方法研究

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城市轨道交通桥梁车—桥耦合振动实用方法研究

作者：张扬波重庆交通大学

学位级别：硕士

建设交通强国是党的十九大作出的重大战略决策,城市轨道交通作为人民日常幸福生活的重要支撑点,早已成为我国政府基础设施规划投资中的重中之重。随着越来越多的城市轨道交通桥梁的建设,车-桥耦合振动对桥梁结构和车辆运行的消极影响也... 详细信息

建设交通强国是党的十九大作出的重大战略决策,城市轨道交通作为人民日常幸福生活的重要支撑点,早已成为我国政府基础设施规划投资中的重中之重。随着越来越多的城市轨道交通桥梁的建设,车-桥耦合振动对桥梁结构和车辆运行的消极影响也逐渐凸显并引起众多工程技术研究人员的重视。本文正是在这样的背景下,研究城市轨道交通桥梁车-桥耦合振动实用方法,将车-桥耦合振动分析普适化,并借此分析了船撞对城市轨道交通桥梁车-桥耦合振动的影响。主要研究工作如下:（1）阐述了一种基于有限元接触理论的车-桥耦合振动实用分析方法,明确车-桥耦合问题实质上是车与桥接触问题。通过在接触面构造w（g、λ）=0约束方程,采用拉格朗日乘子法增加参数省去迭代,在隐式逐步积分法中得到应用,实现车-桥耦合振动问题的计算;（2）研究用于车-桥耦合振动计算的合理车辆模型与激励源,以计算一节As型城市轨道车辆通过单跨42m简支钢箱梁桥的车-桥耦合振动为例,对比不同车辆模型以及激励源参数在计算主梁跨中挠度、主梁应力、轮轨相互作用力等方面的异同;（3）提出城市轨道交通桥梁车-桥耦合振动结构应力实用计算方法,其中桥梁采用整桥多尺度有限元模型,用以计算结构局部关心位置的细节应力时程。车辆轴重、轨道不平顺和车辆蛇形运动对桥梁造成的振动激励,通过移动集中力到时变节点荷载转化公式和编程手段生成命令流文件,导入到桥梁有限元模型上实现加载,最后利用现有商业有限元软件求解器计算车辆通过桥梁的结构应力时程;（4）以千厮门大桥为工程背景建立船舶和桥墩撞击有限元模型,计算不同工况下的船舶撞击力时程。将典型船舶撞击力时程作为车-桥耦合振动有限元模型中下塔柱撞击位置的节点时程荷载进行加载,考虑轨道不平顺、车辆蛇形运动等计算车桥系统动力响应,分析船撞对城市轨道交通桥梁车-桥耦合振动影响。

关键词：轨道桥梁车-桥耦合振动车辆模型激励源应力时程船舶撞击

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高速铁路接触网的疲劳寿命分析

高速铁路接触网的疲劳寿命分析

作者：陈花丽天津大学

学位级别：硕士

电气化铁路向高速化方向发展,为保证结构的安全性,对接触网进行精确的疲劳分析至关重要。本文的主要任务就是对柔性悬挂接触网进行疲劳寿命分析,研究疲劳不利位置和弓网参数对接触线寿命的影响。文中阐述了估算构件疲劳寿命的方法,根... 详细信息

电气化铁路向高速化方向发展,为保证结构的安全性,对接触网进行精确的疲劳分析至关重要。本文的主要任务就是对柔性悬挂接触网进行疲劳寿命分析,研究疲劳不利位置和弓网参数对接触线寿命的影响。文中阐述了估算构件疲劳寿命的方法,根据有限寿命设计法基本原理,使用APDL语言编制命令流,对柔性悬挂接触网进行疲劳寿命估算。文中详细的论述了有限寿命设计法的原理,创新点是接触线疲劳载荷谱的统计方法。文中给出两种统计疲劳载荷谱的方法:简化载荷谱法和雨流计数统计载荷谱法,并比较二者估算疲劳寿命的差别。简化载荷谱法将接触线单元的应力时程简化为一个最大的应力循环,经Goodman直线修正后由S-N曲线直接得到接触线各单元的疲劳寿命。雨流计数统计载荷谱法是本文的重点,采用改进的雨流计数法,对接触线各单元的应力时程进行计数,得到各单元的各级应力幅值、应力均值和相应的应力循环数;根据Goodman直线,将雨流计数结果转换为零均值的应力循环,转换之后使用S-N曲线得到各单元在各级应力幅下达到破坏的循环次数;然后基于Miner线性累积损伤理论,对各级应力循环造成的最终损伤进行累加,利用破坏准则得到接触线各单元的疲劳寿命值。理论上,简化载荷谱法忽略最大应力循环之外的其他应力循环,所得疲劳寿命偏高。论文分析接触线疲劳寿命的不利位置,研究不利位置的应力时程特征;分别用两种算法得到接触线各单元的疲劳寿命,并提取两种算法寿命差别大于40%的单元,分析其在接触线上的具体位置,针对这些位置的接触线疲劳寿命,采用雨流计数法更为精确。此外,论文在相同的参数条件下,分析了影响接触线寿命的因素,包括跨距、接触线和承力索预张力、截面面积、列车行驶速度、抬升力、干摩擦等,比较简单链型和弹性链型悬挂接触网对接触线寿命的影响,对比各种参数找出影响接触线疲劳寿命的几个关键因素,为柔性悬挂接触网系统的设计和工程实际施工与维护提供重要依据。

关键词：柔性悬挂接触网疲劳寿命简化载荷谱雨流计数法应力时程不利位置