北方某大跨钢管混凝土拱桥动力特性分析

针对北方某钢管混凝土拱桥东拱肋拱顶合拢高度比设计标高(35.017m)低0.30m,西拱肋拱顶合拢高度比设计标高低0.44m的问题,采用ANSYS软件对其建立空间有限元计算分析模型,并用子空间迭代法对结构进行了模态分析,得到了结构的自振频率和振型.由计算结果可知:该拱桥横向刚度小于纵向刚度,结构横向可能成为薄弱环节;结构的振型多次出现局部振动的特征,表明拱肋和桥面连接较弱.计算结果对该拱桥的检测、维修、改造具有重要价值.     

钢管混凝土(单圆管)拱肋刚度对其动力特性的影响

钢管混凝土的截面刚度应用不同的规范计算的结果之间存在着差异。本文以一座实桥为研究对象,讨论了这种差异对钢管混凝土拱桥动力特性的影响。分析表明,不同规范引起的钢管混凝土拱肋刚度的计算值的不同对钢管混凝土拱桥动力特性计算结果的影响较小。对自振频率,抗弯刚度取值的变化有一定的影响,但抗压刚度的影响极小;对自振振型,抗弯与抗压刚度取值的变化均无影响。     

提篮拱桥空间动力性能分析

以平顶山市湛河二桥为工程背景,采用有限元程序ANSYS建立该桥的空间有限元计算模型,对其进行了动力特性分析.计算结果表明:该桥拱肋的横向刚度较桥梁的竖向刚度和扭转刚度弱,桥梁首先出现拱肋的横向振动,拱脚位置处易发生拱肋的局部横向振动,是全桥的动力薄弱部位;桥梁前几阶自振周期较长,在结构抗震设计采用振型叠加法计算时,应考虑多阶振型,以减少质量缺损带来的影响;桥梁各个构件空间协作能力较强,具有良好的整体性能.所得结论可为类似桥梁设计提供参考.     

吊杆损伤对湛河斜靠式拱桥动力特性的影响

根据平顶山市城东河路湛河桥主桥—斜靠式拱桥的结构特点,采用M IDAS/C ivil有限元软件,建立了该桥的空间有限元计算模型,进行了不同吊杆损伤情况下的桥梁动力特性计算,通过对比桥梁在完好状态和不同吊杆损伤情况下的桥梁动力特性,得出结论:吊杆损伤对斜靠式拱桥的低阶自振频率总体影响较小,但对桥梁整体竖向自振频率和扭转自振频率相对影响较大,吊杆损伤导致桥梁竖向和扭转自振频率降低;主拱吊杆损伤比稳定拱吊杆损伤对该桥的自振频率影响大,跨中吊杆损伤比1/4跨处吊杆损伤对该桥自振频率影响大。计算结果对正确认识斜靠式拱桥在不同状态下的结构动力特征,合理评价桥梁运营阶段的健康状况提供了参考和基础性数据。     

5跨连续中承式钢管混凝土拱桥抗震性能分析

钢管混凝土拱桥由于桥型优美在城市桥梁中得到广泛应用,对某正在设计的5跨连续巾承式钢管混凝土拱桥进行了动力特性和抗震性能分析,根据该桥的结构特点,建立了’该桥的空间有限元分析模型,计算桥梁的自振特性,基于反应谱方法计算了该桥在横向、纵向水平地震反应,计算结果表明：该桥拱肋的面外刚度相对较小,在桥梁振动中首先出现拱肋的面外振动;桥梁的竖向振动表现为拱肋与桥面的整体竖向振动,其基频明显比拱肋面外振动大;主拱肋的轴力由横桥向地震动控制,其他内力由纵桥向地震动控制;地震作用对弯矩的影响较大,故主拱的内力计算应考虑地震力的影响;在设计计算中除常规关键点应作为控制点外,内外拱连接处也应作为控制点。计算结果已为该桥的抗震设计提供了参考。     

基础隔震密肋复合墙结构的地震随机响应分析

在给出密肋复合墙结构弹性刚度的基础上,建立了基础隔震结构的运动方程,利用随机振动的理论,将地震波过滤白噪声地震动模型输入,运用状态空间法,得出了层间最大位移的概率统计特性,从而建立了其均值和均方差的计算公式.通过算例分析表明,增大上部结构自振频率与隔震结构的频率的比值可以增大隔震层最大位移的反应,提高隔震层的阻尼比可以降低隔震层最大位移的反应;对其参数进行合理的配置,可使该结构体系隔震效果达到最优.     

不同墩高的矩形单肢薄壁空心墩动力特性的数值模拟

首先介绍研究高低墩特性的目的及意义,并对国内外关于高低墩动静力特性的研究现状进行概述;然后借助有限元软件ABAQUS建立5种不同高度的桥墩模型,并对其分别进行模态分析,提取其自振频率以及振型,分析其自振特点,再沿两个方向分别输入3组不同的地震动,对比分析结构的位移和加速度响应。研究表明:对于同一阶模态,桥墩高度的减小会导致其自振频率呈现增大的趋势;桥墩高度的变化会对较高阶振型产生影响;桥墩高度的减小可以显著减小结构的位移和加速度响应;地震动输入的不同带来的结构的位移响应和加速度响应的差异十分显著。     

大跨度斜拉立体桁架的自振特性分析

采用分块兰索斯法(BLOCK LANCZOS)计算了大跨度斜拉立体桁架的自振频率与振型,分析总结了该结构的自振特性的特点,探讨了跨度、塔高、塔柱的刚度、桁架高度、拉索的间距和拉索刚度以及屋面荷载等参数对结构自振频率的影响。计算表明,大跨度斜拉立体桁架结构体系频谱分布比较密集且具有较低的自振频率。文中得出的一些结论,对工程结构的设计与分析具有一定参考价值。     

张弦网壳结构的自振特性及地震响应分析

对安徽大学体育馆屋盖张弦网壳结构的动力特性进行了分析,采用时程分析法对改变矢跨比的张弦网壳结构进行水平、竖向地震作用分析。分析结果表明,张弦网壳结构的自振频率密集,结构的低阶整体振型以竖向振动为主,刚性网壳下布置索杆施加初始预应力可以提高结构竖向刚度并由此提高结构基频;结构空间刚度的变化决定结构在不同方向地震作用响应的特点。     

康富钢管混凝土拱桥振动特性分析

康富桥是一座异型钢管混凝土拱桥，该桥内拱外倾、外拱内倾，组合拱肋与系杆、横梁组成空间结构体系。该桥型较少见，为了了解该桥型的动力性能，需要对桥梁进行空间振动特性分析。采用ANSYS软件建立该桥梁空间有限元计算模型，计算得到桥梁前15阶振动周期和振型。计算结果表明：该种桥型横向刚度较竖向刚度弱，桥梁低阶以拱肋横向振动为主。本文计算结果已为桥梁设计提供参考。     

一种求解地下结构顶板频率和振型的方法

采用欧拉梁横向自由振动理论,发展了一种求解浅埋地下结构顶板频率和振型的方法。鉴于地下结构顶板频率求解问题的复杂性,首先将该问题假定为平面应变问题求解,推导出浅埋地下结构项板梁的自由振动方程;然后根据顶板梁的边界条件,得到了顶板梁的频率方程,从而得出了顶板梁的频率和振型;进一步得出了墙体转动刚度对顶板频率影响的规律,即转动刚度对顶板低频影响较小,对高频影响较大。还综合考虑土体刚度随埋深的变化和由于土体成拱引起的土体附加质量的变化,研究了结构顶板频率随埋深的变化。这些结果可以为地下结构的动力计算提供参考。     

郑州黄河大桥主桥自振特性分析

以京珠高速公路郑州黄河大桥主桥为研究对象，采用ANSYS有限元程序，建立了下承式钢管混凝土系杆拱桥的空间力学计算模型，利用子空间迭代法计算了该桥梁结构的自振周期和振型，对桥梁的模态特性进行了分析，计算结果可为该桥的设计、施工以及使用阶段的健康检测和维护提供技术参数和依据。     

野山河大桥动力特性分析

以野山河大桥简化模型为基础,分析了大跨度钢管混凝土平行拱和提篮拱的动力特性,并讨论了结构主要参数对其动力特性的影响.通过计算和分析得到了一些对工程建设有益的结论.     

多维地震激励作用下大跨度钢管混凝土提篮拱桥的随机响应

以某大跨度钢管混凝土提篮拱桥为例,分别研究了大跨度钢管混凝土提篮拱桥的自振特性及其在纵向激励、纵 竖向激励、纵 横向激励、纵 竖 横向激励作用下的地震响应特性。结果表明,横向激励对提篮拱桥地震响应特性有较大影响,对于多维激励情况,提篮拱桥的抗震性能并不优于平行拱,并进一步分析了原因。     

Building frequency fluctuations from continuous monitoring of ambient vibrations and their relationship to temperature variations

Building frequencies (fundamental and higher modes) are a critical parameter especially in the field of structural health monitoring mainly based on the stability of the structural dynamic parameters of individual building (frequencies, damping and modes shape). One of the most used methods to find out these parameters is based on the use on ambient vibration analysis. In this work, we study the fluctuations over a month period of the fundamental frequencies (transverse and longitudinal) of a 3.5-story RC-building made of 2 identical units connected by a structural joint. Time independent building frequencies is a strong assumption; as illustrated by our experiment showing that over an observation period of a month, building frequencies fluctuate of about 3.5 %. A clear correlation is found between the building frequency fluctuations and temperature variations, with a phase-shift interpreted as the characteristic time of heat diffusion within the walls. This allows: (1) determining the thermal diffusivity of the structure, (2) inferring its relative stiffness variations, and (3) showing that its Young modulus varies linearly with temperature.     

伸缩缝刚度对大跨度悬索桥动力特性的影响

伸缩缝作为大跨度桥梁与引桥之间的重要连接构件,其抗推刚度及可能存在的变异性对主桥及引桥动力特性的影响不可忽略。本文建立了大跨度悬索桥及引桥的有限元模型,采用弹簧单元模拟加劲梁与引桥箱梁之间的伸缩缝,分析伸缩缝刚度对悬索桥及引桥自振特性及其地震响应的影响规律。分析结果表明:伸缩缝刚度对加劲梁的横弯振型、竖弯与纵飘耦合振型的频率有明显的影响;伸缩缝刚度的变化会导致加劲梁与引桥的振型相互耦合,同时这些振型的频率发生相应的突变,当伸缩缝刚度较大时,加劲梁两个竖弯与纵飘的耦合振型解耦成为独立的竖弯和纵飘振型;当引桥与悬索桥加劲梁的纵飘振型发生耦合时,在纵向和竖向地震作用下的悬索桥及引桥的地震响应达到最小。伸缩缝刚度对悬索桥动力特性影响的分析可为悬索桥的模态参数确认、损伤识别、抗震性能分析提供有价值的借鉴。     

自锚式悬索桥主桥动力特性分析

以某自锚式悬索桥主桥为研究对象,采用M IDAS有限元程序,建立了该桥的空间力学计算模型,利用子空间迭代法计算了该桥梁结构的自振频率和振型,结合计算结果对桥梁的动力特性和刚度特点进行了讨论。计算结果可为该类型桥梁的设计、施工以及使用阶段的健康检测和维护提供技术参数和依据。     

Ambient vibration based seismic evaluation of isolated Gülburnu highway bridge

This paper describes ambient vibration based seismic evaluation procedure of an isolated highway bridge. The procedure includes finite element modeling, ambient vibration testing, finite element model updating and time history analysis. Gülburnu Highway Bridge located on the Giresun–Espiye state highway is selected as a case study. Three dimensional finite element model of the bridge is created by SAP2000 software to determine the dynamic characteristics analytically. Since input force is not measured, Operational Modal Analysis is applied to identify dynamic characteristics. Enhanced Frequency Domain Decomposition and Stochastic Subspace Identification methods are used to obtain experimental dynamic characteristics. Analytical and experimental dynamic characteristic are compared with each other and finite element model of the bridge is updated by changing of material properties to reduce the differences between the results. Analytical model of the bridge after model updating is analyzed using 1992 Erzincan earthquake record to determine the seismic behavior. EW, NS and UP components of the ground motion are applied to the bridge at the longitudinal, transverse and vertical directions, respectively. It is demonstrated that the ambient vibration measurements are enough to identify the most significant modes of highway bridges. Maximum differences between the natural frequencies are reduced averagely from 9% to 2% by model updating. It is seen from the earthquake analyses that friction pendulum isolators are very effective in reducing the displacements and internal forces.