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移动车辆荷载作用下异型钢伸缩缝的动力学特性

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公路 2021年第12期66卷 91-97页

作者：刘家齐郑元勋李宽曹占林郑州大学水利科学与工程学院郑州市450001

为了分析桥梁伸缩缝在移动车辆荷载作用下的动力学特性,基于ABAQUS有限元分析软件建立起异型钢伸缩缝的数值模型,利用动力学计算方法模拟分析了异型钢伸缩缝在不同车速车辆荷载作用下的动力特性,同时研究了超载和型钢刚度变化对伸缩缝... 详细信息

为了分析桥梁伸缩缝在移动车辆荷载作用下的动力学特性,基于ABAQUS有限元分析软件建立起异型钢伸缩缝的数值模型,利用动力学计算方法模拟分析了异型钢伸缩缝在不同车速车辆荷载作用下的动力特性,同时研究了超载和型钢刚度变化对伸缩缝动力特性的影响效果。结果表明,伸缩缝在静力作用下的最大应力点产生在型钢边梁上,这与实际工程破坏相符;随着行车速度的增加,伸缩缝的最大应力值和变形量也随之增大,车速从40 km/h增加到100 km/h时,最大应力值增加了15%,最大变形量增加了25%;车辆超载会使伸缩缝产生较大的应力,车辆超载量越大,产生的最大应力也就越大,当超载率达到100%时,最大应力较标准轴载增大2倍;型钢边梁刚度的增大,可使伸缩缝应力降低1%左右。

关键词：桥梁工程异型钢伸缩缝移动车辆荷载动力学特性

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移动车辆荷载作用下高低塔斜拉桥动力响应时程分析

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中外公路 2018年第3期38卷 190-194页

作者：顾颖靳帮虎安徽水利水电职业技术学院安徽合肥231603 武汉华夏理工学院土木建筑工程学院

移动车辆荷载对于结构的动力时程响应分析越来越受到工程界的重视,文章依托某高低塔斜拉桥,运用Midas有限元分析软件对结构在不同车速情况下主跨跨中位置的动挠度、冲击系数及竖向加速度的动力时程响应进行了数值模拟计算分析。车辆以... 详细信息

移动车辆荷载对于结构的动力时程响应分析越来越受到工程界的重视,文章依托某高低塔斜拉桥,运用Midas有限元分析软件对结构在不同车速情况下主跨跨中位置的动挠度、冲击系数及竖向加速度的动力时程响应进行了数值模拟计算分析。车辆以一定速度通过桥面时,斜拉桥主跨跨中位移响应随时间推移明显逐渐增大,当车辆行驶至桥跨跨中附近时的位移响应达到最大,车速为10~40km/h时会产生较明显的局部振荡,车辆完全通过全桥后,主跨跨中仍会持续5~10s的自由振荡。主跨跨中冲击系数随车速增加呈现波动上升趋势,斜拉桥主跨跨中的正最大加速度响应值随车速增加呈现类似正弦曲线特性的变化趋势。

关键词：移动车辆荷载高低塔斜拉桥动力响应动挠度冲击系数竖向加速度

移动车辆荷载作用下钢—混组合梁桥动力性能研究

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移动车辆荷载作用下钢—混组合梁桥动力性能研究

作者：张坤哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

钢-混组合梁桥具有优良的力学性能,能够结合钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能,又因为其自重轻、刚度大、综合效益好等诸多性能优势,如今在全世界的桥梁建设中得到了越来越广泛的应用,我国该类型桥梁的建设也越来越多。然而,目前国内关... 详细信息

钢-混组合梁桥具有优良的力学性能,能够结合钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能,又因为其自重轻、刚度大、综合效益好等诸多性能优势,如今在全世界的桥梁建设中得到了越来越广泛的应用,我国该类型桥梁的建设也越来越多。然而,目前国内关于钢-混组合梁桥的研究普遍集中在静力分析方面,关于其动力分析的研究比较少见。另外,桥梁在运营期间受车辆荷载作用频繁,随着交通量的日益增长,车辆的动力效应对桥梁的影响也越来越显著。本文针对移动车辆荷载作用下的钢-混组合梁桥进行研究,推导了一端简支一端固结简支梁桥自振频率的解析解。并针对实例桥梁,建立了具有不同界面剪切刚度的有限单元模型,研究连续组合梁桥的自振频率的快速计算方法。分析了简谐荷载、1/4车辆模型、1/2车辆模型和整车模型作用下桥梁的动力性能变化,并且分别从简支梁桥和连续梁桥出发,对钢-混组合梁桥进行动力性能的参数分析。本文针对不同边界条件推导钢-混组合梁桥考虑滑移的自振频率解析解,并建立了有限单元模型进行验证,解析解在低阶与有限单元解十分接近,推导结果和模型互相验证,具有可靠性。并研究发现了一种等跨径等截面连续组合梁桥的自振频率的快速计算方法,通过两端简支的组合梁桥和一端简支一端固结的组合梁桥的一阶自振频率,通过本文的计算方法,可以快速得到等跨径连续组合梁桥在多种界面剪切刚度、多种跨数下的各阶自振频率。本文为分析移动车辆荷载作用对钢-混组合梁桥的动力响应的影响,将移动车辆荷载进行简化,研究桥梁在各种参数变化下的动力性能敏感性。再进一步建立整车模型和简支梁桥模型,考虑路面不平度,对车辆和桥梁进行耦合振动分析,分别针对桥梁频率、车辆频率、行驶速度、车辆横向位置和桥面不平整度五项参数进行分析,以冲击系数作为指标,研究其动力性能的变化规律。本文建立连续组合梁桥模型和整车模型,研究了桥面不平整度和行驶速度对连续组合梁桥的动力性能的影响规律。研究发现,对于混凝土板和钢主梁,中跨处冲击系数＞墩顶负弯矩处冲击系数＞边跨处冲击系数;而对于剪力连接件而言,结论恰恰相反,边跨处冲击系数＞墩顶负弯矩处冲击系数＞中跨处冲击系数。另外,钢-混组合连续梁桥的动力效应大于钢-混组合简支梁桥。

关键词：钢-混组合梁桥移动车辆荷载动力性能车桥耦合振动界面滑移

钢管混凝土拱桥在移动车辆荷载作用下的振动分析

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公路 2012年第3期57卷 30-34页

作者：李秉南戴航东南大学土木工程学院南京市210096 东南大学建筑设计研究院交通分院南京市210096

以某主跨110m的自锚式钢管混凝土中承桁架拱桥为对象,分析了该桥的自由振动特性和移动车辆荷载作用下主跨桥面系的振动特性。计算结果表明:采用单轴和双轴移动车辆模型计算出的桥面系振动特性差别不大;不同车速的移动车辆荷载引起桥面... 详细信息

以某主跨110m的自锚式钢管混凝土中承桁架拱桥为对象,分析了该桥的自由振动特性和移动车辆荷载作用下主跨桥面系的振动特性。计算结果表明:采用单轴和双轴移动车辆模型计算出的桥面系振动特性差别不大;不同车速的移动车辆荷载引起桥面系的振动响应不同,车速快时,桥面系竖向振动的最大位移减小,竖向振动的最大速度和加速度增加。

关键词：移动车辆荷载钢管混凝土拱桥振动作用分析

移动车辆荷载作用下钢管混凝土拱桥振动的舒适性分析

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钢结构 2011年第10期26卷 28-31页

作者：李秉南戴航东南大学土木工程学院南京210096 东南大学建筑设计研究院交通分院南京210096

以某主跨110m的自锚式钢管混凝土中承桁架拱桥为对象,分析了该桥的自由振动特性和车辆荷载作用下主跨桥面系振动的特性,并依据人行桥的舒适度指标评价了振动的舒适性。

关键词：移动车辆荷载钢管混凝土拱桥振动舒适性

自然风与移动车辆荷载作用下的下承式拱桥振动分析

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自然风与移动车辆荷载作用下的下承式拱桥振动分析

作者：魏勇兰州理工大学

学位级别：硕士

大跨度桥梁结构在风荷载和移动车辆荷载作用下都会发生相应振动，当荷载达到一定数值以后不但会影响桥梁结构本身的安全，还会影响桥上车辆和行人的安全。同时，在经历风荷载和车辆荷载的长期作用下桥梁结构也会出现疲劳损伤，影响结构... 详细信息

大跨度桥梁结构在风荷载和移动车辆荷载作用下都会发生相应振动，当荷载达到一定数值以后不但会影响桥梁结构本身的安全，还会影响桥上车辆和行人的安全。同时，在经历风荷载和车辆荷载的长期作用下桥梁结构也会出现疲劳损伤，影响结构的耐久性。这些影响在桥梁结构的前期设计和后期健康评估中都是必须考虑的因素，应当引起高度重视。因此开展对风和移动车辆荷载作用下桥梁振动研究具有非常重要理论意义和实用价值。本文针对一座下承式拱桥，研究其在风荷载和移动车辆荷载作用下的振动响应。本文主要研究内容如下： (1)介绍了自然风与移动车辆荷载作用下桥梁振动研究的意义，以及现阶段国内外在该领域的研究现状和研究成果，并阐述了目前在该领域研究存在的问题，提出了本文的主要研究内容。 (2)论述了桥梁和车辆的抗风理论和移动荷载在用下桥梁的振动理论，并在此基础上，介绍了狄克曼舒适性评价指标。 (3)应用谐波合成法模拟了桥址处脉动风场，建立三维有限元模型，分别对考虑与不考虑拱肋风荷载和竖向脉动风荷载的影响，对桥梁抖振响应进行了对比分析，并对桥梁风振舒适性进行了评价。最后对考虑与不考虑非线性两种情况进行了抖振响应分析，并对两种情况下的响应结果进行对比分析。 (4)将车辆过桥时的荷载曲线简化为三角形分布，分别模拟了按四辆车组成编队和连续四辆车组成车列双向对开过桥的情况，建立三维有限元模型进行了对比研究，并对桥梁的车振舒适性进行了评价。最后将风-车联合作用的响应结果与分别单独作用的响应结果进行了对比分析。 (5)总结了本文的研究内容和成果，并指出本文对风车作用下桥梁结构振动研究中存在的问题。

关键词：风荷载移动车辆荷载下承式拱桥振动分析谐波合成法时域分析舒适度

隧道爆破与车辆移动荷载对既有百米高墩大跨刚构桥振动影响监测

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铁道勘察 2018年第2期44卷 126-131页

作者：何能方曹晓川张选龙侯伟名王李雷飞亚段明明中交隧道局第四工程有限公司北京100102 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 中铁第六勘察设计院集团有限公司天津300308

采用现场调研和现场振动监测等手段,进行新建隧道爆破与车辆移动荷载对京昆高速公路既有百米高墩大跨刚构桥振动影响研究。研究结果表明:隧道爆破对距离最近的左线四号桥墩影响较为严重,对右线四号桥墩影响较小。车辆荷载对右线百米高... 详细信息

采用现场调研和现场振动监测等手段,进行新建隧道爆破与车辆移动荷载对京昆高速公路既有百米高墩大跨刚构桥振动影响研究。研究结果表明:隧道爆破对距离最近的左线四号桥墩影响较为严重,对右线四号桥墩影响较小。车辆荷载对右线百米高墩影响最大,对左线百米高墩影响较小。隧道爆破传给桥墩的振速总体比车辆移动荷载振速要大,但隧道爆破和移动荷载实测质点峰值振动速度值均小于振动安全速度(0.1 cm/s),不会对右线四号桥墩和左线四号桥墩造成损坏性影响,但振速最大接近0.1 cm/s,应采取措施进行预防加固。

关键词：隧道爆破移动车辆荷载百米高墩振动影响

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移动交通荷载下公路软土地基的沉降计算

岩土工程学报 2015年第12期37卷 2217-2223页

作者：魏星王刚西南交通大学土木工程学院四川成都610031 重庆大学土木工程学院重庆400044

交通荷载是一种移动的重复作用荷载,在地基中产生的附加动应力的路径和大小与移动速度密切相关,目前的简化算法中忽略了移动速度的影响。通过数值积分算法得到了交通荷载在地基中引起的附加动应力,探讨了移动荷载下地基中应力路径特点... 详细信息

交通荷载是一种移动的重复作用荷载,在地基中产生的附加动应力的路径和大小与移动速度密切相关,目前的简化算法中忽略了移动速度的影响。通过数值积分算法得到了交通荷载在地基中引起的附加动应力,探讨了移动荷载下地基中应力路径特点及其与荷载移动速度的关系,提出在拟静力计算的地基附加应力结果上乘以荷载速度效应的放大系数的简化近似方法,给出了便于工程应用的放大系数的实用图表。根据移动荷载在地基中产生的附加动应力路径的特点,提出了一个适用于循环心形应力路径的饱和软土残余变形的经验模型,通过对已有试验成果的模拟,初步验证了所提模型的有效性。在此基础上,建议了一种考虑荷载移动速度影响的路基沉降实用算法。以Saga机场高速公路的沉降计算为例,初步探讨了不同车速比下的公路沉降发展的特点和规律。

关键词：移动车辆荷载循环心形路径移动速度饱和黏土残余变形

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多轮组车辆荷载下公路地基的附加动应力

岩土工程学报 2015年第10期37卷 1924-1930页

作者：魏星王刚西南交通大学土木工程学院四川成都610031 重庆大学土木工程学院重庆400044

基于移动集中点荷载作用下的地基附加动应力的理论解,采用数值积分方法计算了移动圆形均布荷载下地基的附加动应力。将交通荷载简化为移动的均布圆形荷载,对比分析了荷载作用半径、荷载移动速度对地基附加动应力的影响规律。分析结果表... 详细信息

基于移动集中点荷载作用下的地基附加动应力的理论解,采用数值积分方法计算了移动圆形均布荷载下地基的附加动应力。将交通荷载简化为移动的均布圆形荷载,对比分析了荷载作用半径、荷载移动速度对地基附加动应力的影响规律。分析结果表明:浅层地基和深层地基中的附加动应力分布规律有所差异;荷载移动速度对地基中各应力分量的影响规律与地基深度密切相关;地基中的附加应力分布曲线具有良好的归一化规律。在单个轮轴荷载计算方法的基础上,采用叠加法对多轮组车辆荷载作用下的地基附加动应力进行了研究。计算结果表明:应力的叠加效应和荷载移动速度效应对深层地基的影响较浅层地基更为显著;多轮组车辆荷载作用下,应力路径形式变得更为复杂。

关键词：移动车辆荷载循环心形路径移动速度地基