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FRP钢管混凝土构件抗冲击性能仿真分析

振动与冲击 2013年第19期32卷 197-201页

作者：陈忱赵颖华大连海事大学道路与桥梁工程研究所辽宁大连116026

FRP-钢管混凝土结构是一种新型复合结构形式,该结构由在外壁为FRP(CFRP/GFRP,碳/玻璃纤维增强树脂)材料、内壁为钢材的复合圆管内浇筑混凝土而形成。应用有限元方法分析FRP钢管混凝土构件的抗冲击性能,通过变化FRP种类、包裹层数、包裹... 详细信息

FRP-钢管混凝土结构是一种新型复合结构形式,该结构由在外壁为FRP(CFRP/GFRP,碳/玻璃纤维增强树脂)材料、内壁为钢材的复合圆管内浇筑混凝土而形成。应用有限元方法分析FRP钢管混凝土构件的抗冲击性能,通过变化FRP种类、包裹层数、包裹形式以及钢管的厚度考查不同冲击力下的结构响应,得出冲击力和变形的时程曲线。研究发现利用FRP加固的方法有效地提高了钢管混凝土构件的抗冲击刚度,其增强效果与FRP种类以及FRP的包裹方式和厚度相关,其中以纵向包裹CFRP的试件挠度为最小。为验证数值模拟方法和策略的正确性,对已有钢管混凝土的冲击实验案例进行仿真模拟,模拟结果与实验结果对比良好。

关键词：冲击力 FRP 数值模拟复合结构

阻尼器对悬索桥吊索扭转振动控制效果的数值研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2016年第11期43卷 7-12页

作者：李寿英王世峰陈政清湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

刚性分隔器对悬索桥吊索各索股的相对振动可起到很好的控制效果,但吊索可能会发生较大的整体振动,包括平动和扭转振动.采用ANSYS有限元软件,以某桥的四索股吊索为工程背景,分别建立了3种索股-刚性分隔器-阻尼器计算模型,并进行了自由振... 详细信息

刚性分隔器对悬索桥吊索各索股的相对振动可起到很好的控制效果,但吊索可能会发生较大的整体振动,包括平动和扭转振动.采用ANSYS有限元软件,以某桥的四索股吊索为工程背景,分别建立了3种索股-刚性分隔器-阻尼器计算模型,并进行了自由振动分析,研究了理想状况下的吊索扭转模态的无量纲阻尼比曲线特征,研究了阻尼器支架刚度、阻尼器刚度对阻尼器效率的影响.研究结果表明,四索股-刚性分隔器-阻尼器体系不同扭转模态的无量纲阻尼比曲线不重合,不同扭转模态的阻尼器设计不能采用同一条无量纲阻尼比曲线进行设计;随着阻尼器支架刚度的减小,能实现的最优扭转模态阻尼比减小,对应的最优阻尼系数也减小;随着阻尼器刚度的增大,能实现的最优扭转模态阻尼比减小,对应的最优阻尼系数线性增大.

关键词：悬索桥吊索阻尼器振动控制扭转模态

基于可靠度的钢筋UHPC受弯梁材料分项系数研究

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中国公路学报 2022年第7期35卷 126-141页

作者：邵旭东黄中林邱明红晏班夫湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

为确保规范的计算公式满足可靠度要求,对在编《公路桥涵超高性能混凝土应用规范》正截面抗弯承载力表达式中的UHPC材料分项系数进行分析与校准。基于现有文献,收集整理中国共648个UHPC抗压强度、210个抗拉强度和53根受弯梁的试验数据,... 详细信息

为确保规范的计算公式满足可靠度要求,对在编《公路桥涵超高性能混凝土应用规范》正截面抗弯承载力表达式中的UHPC材料分项系数进行分析与校准。基于现有文献,收集整理中国共648个UHPC抗压强度、210个抗拉强度和53根受弯梁的试验数据,得到相关变量的统计参数。随后建立4 158根UHPC受弯梁的计算空间,采用蒙特卡洛模拟对其进行可靠指标计算与敏感性分析,考察截面类型、材料强度、截面纵筋率及活恒载效应比等参数对钢筋UHPC受弯梁可靠指标的影响。基于分析,对计算空间进一步细分,以截面纵筋率为0.05、活恒载效应比为0.05~0.5的T形梁截面可靠指标均值达β_(T)=4.2为目标,校准钢筋UHPC梁受弯状态下的UHPC材料分项系数。研究结果表明:抗力统计参数中,UHPC抗压强度、抗拉强度以及梁抗弯承载力计算误差均不拒绝正态分布;受弯状态下UHPC梁截面可靠指标主要受活恒载效应比与截面纵筋率的影响,而材料强度影响较小;活恒载效应比越低,截面纵筋率越高,其可靠指标越低;当活恒载效应比从0.05升至1.0时,可靠指标提升幅度较大;且活恒载效应比大于0.5时,可靠指标均高于4.2。当截面纵筋率从0.005升至0.05时,可靠指标下降较为明显;而当截面纵筋率高于0.05后,可靠指标几乎保持不变;同等条件下,矩形截面梁的可靠指标要稍高于T形截面梁;建议钢筋UHPC梁受弯状态下的UHPC材料分项系数取值为1.3。

关键词：桥梁工程超高性能混凝土梁蒙特卡洛模拟材料分项系数抗弯承载力可靠指标

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大跨径悬带桥颤振特性研究

中国公路学报 2021年第1期34卷 57-65页

作者：华旭刚王圣淇唐煜陈政清湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

借助一种三维颤振分析方法,分析一座主跨618 m悬带桥的三维颤振性能,并与相同跨径的悬索桥进行对比,进一步探讨悬带桥的多模态参与效应、侧向自激力效应及节段模型试验的模态选取等问题;同时还对悬带桥进行多种组合下的两模态二维颤振... 详细信息

借助一种三维颤振分析方法,分析一座主跨618 m悬带桥的三维颤振性能,并与相同跨径的悬索桥进行对比,进一步探讨悬带桥的多模态参与效应、侧向自激力效应及节段模型试验的模态选取等问题;同时还对悬带桥进行多种组合下的两模态二维颤振分析及节段模型风洞试验。研究结果表明:与悬索桥的扭转模态颤振驱动机制不同,悬带桥的颤振由侧向-扭转耦合模态分支驱动,具有更低的颤振临界风速;悬带桥的颤振形态表现为侧向、竖向和扭转方向耦合振动,侧向自激力对颤振临界风速的影响较小;侧弯-扭转耦合模态及竖弯模态的模态组合具有最低的颤振临界风速,二维颤振分析结果与三维颤振分析结果基本一致,说明其多模态参与效应不明显,由此可见三维颤振分析及节段模型中模态合理选取的重要性。研究结果可为其他新颖体系大跨径桥梁的颤振研究提供参考。

关键词：桥梁工程颤振颤振分析悬带桥悬索桥侧向自激力节段模型试验

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基于稳态简谐激励的人行桥模态参数识别

中国公路学报 2017年第2期30卷 98-106页

作者：温青华旭刚陈政清王文熙牛华伟湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

为了探究稳态激振现场试验方法在人行桥模态参数识别中的可行性,通过数值仿真分析和现场试验,研究了基于稳态激振的人行桥模态参数识别。该方法首先通过单点简谐激励获得结构稳态响应的频响函数(FRF),然后对实测频响函数按单模态或多模... 详细信息

为了探究稳态激振现场试验方法在人行桥模态参数识别中的可行性,通过数值仿真分析和现场试验,研究了基于稳态激振的人行桥模态参数识别。该方法首先通过单点简谐激励获得结构稳态响应的频响函数(FRF),然后对实测频响函数按单模态或多模态叠加形式进行最小二乘曲线拟合得到结构的固有频率、阻尼比、模态振型和模态质量。以一频率密集分布的多点弹性支撑梁为数值算例,分析了激振器激振质量、频率间隔、激振次数、多模态参与和噪声对识别结果的影响。采用该方法识别了一座双层分离桥面曲线人行桥第1阶侧弯模态的频率、模态质量及阻尼比,为该桥的人致振动分析及减振设计提供了有效手段。结果表明:激振质量会改变结构固有模态参数,因此在满足激振条件下激振质量应尽可能小;选择合适的激振带宽和较小的激振频率间隔能获得更可靠的结果;人行桥现场稳态激振试验识别的频率和阻尼比与自由振动识别结果基本相符,识别的模态质量与有限元计算结果相符,说明该方法可行。

关键词：桥梁工程人行桥模态参数识别强迫振动试验频响函数模态质量

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可控脉动风场下矩形断面复气动导纳特性研究

振动工程学报 2022年第4期35卷 1010-1019页

作者：李威霖牛华伟华旭刚陈政清湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

为了研究不同脉动风参数及结构运动状态对钝体断面复气动导纳的影响,介绍了在CFD中产生竖风向及顺风向谐波脉动风场的方法,该方法幅值可控且能多频率组合;对宽高比为4∶1矩形断面,采用CFD识别其在不同风攻角及三种谐波幅值下的升力和阻... 详细信息

为了研究不同脉动风参数及结构运动状态对钝体断面复气动导纳的影响,介绍了在CFD中产生竖风向及顺风向谐波脉动风场的方法,该方法幅值可控且能多频率组合;对宽高比为4∶1矩形断面,采用CFD识别其在不同风攻角及三种谐波幅值下的升力和阻力复气动导纳;对比了多频率组合谐波及竖向、扭转简谐运动下的气动导纳。结果表明:在0°风攻角下,升力气动导纳与实验值吻合较好,验证了数值模拟的正确性;较大的风攻角和谐波幅值均对复气动导纳有显著影响;在多频率谐波及断面不同运动状态下,升力复气动导纳基本保持不变,但扭转运动能增大高频处的阻力复气动导纳值。

关键词：大跨度桥梁复气动导纳 CFD 抖振矩形断面谐波脉动风

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基于网络的数值分析系统(英文)

计算力学学报 2005年第2期22卷 202-206页

作者：李海江大连海事大学道路与桥梁工程研究所辽宁大连116026

结合并行有限元分析以及Java分布式Web计算,介绍了基于网络的数值分析系统。首先介绍了系统的结构组成,进而给出系统的具体构建过程,并结合一些算例表明系统在土木工程中的实际应用,最后给出了结论。本系统将计算机网络技术以及面向对... 详细信息

结合并行有限元分析以及Java分布式Web计算,介绍了基于网络的数值分析系统。首先介绍了系统的结构组成,进而给出系统的具体构建过程,并结合一些算例表明系统在土木工程中的实际应用,最后给出了结论。本系统将计算机网络技术以及面向对象的方法引入有限元分析以及土木工程领域,进行了有益的探索,研究可望将互联网变成工程师的日常工作中心。

关键词：网络数值分析面向对象集群,Web计算

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悬索桥吊索尾流致振非定常理论分析

湖南大学学报（自然科学版） 2020年第11期47卷 1-8页

作者：李寿英向琳琳邓羊晨风工程与桥梁工程湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082

为研究悬索桥吊索的尾流致振机理及准定常理论在尾流致振中的适用性,进行了一系列风洞试验,测量得到尾流索股的气动导数的空间分布情况,建立了尾流致振非定常理论分析模型,采用龙格-库塔法求解方程,得到尾流致振响应.结果表明:在5.2≤X... 详细信息

为研究悬索桥吊索的尾流致振机理及准定常理论在尾流致振中的适用性,进行了一系列风洞试验,测量得到尾流索股的气动导数的空间分布情况,建立了尾流致振非定常理论分析模型,采用龙格-库塔法求解方程,得到尾流致振响应.结果表明:在5.2≤X≤5.6,1.1≤Y≤2.1的空间区域尾流索股发生明显振动,振动频率小于结构固有频率;在一个尾流致振周期内,气动刚度力对尾流索股做正功,说明尾流致振由气动刚度控制;基于准定常理论的计算结果与非定常理论计算结果偏差较小,两种理论得到的尾流致振机理一致.

关键词：悬索桥吊索尾流致振龙格-库塔法非定常理论准定常理论

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开口加劲板稳定极限承载力分析

公路 2005年第7期50卷 1-4页

作者：邵旭东张欣李立峰湖南大学桥梁工程研究所长沙市410082

以开口加劲板为研究对象,计入几何和材料双重非线性的影响,分析了具有初始几何缺陷和残余应力的开口加劲板的稳定极限承载力。

关键词：自锚式悬索桥钢箱梁开口加劲板极限承载力初始几何缺陷残余应力