大跨度人行桥横向振动研究现状及展望
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大跨度桥梁振动控制技术研究随着交通工具的不断发展和城市化进程的不断加快,桥梁的建设和重要性也越来越大。
大跨度桥梁的建设代表了桥梁工程技术的发展方向,同时也带来了振动控制技术方面的挑战。
大跨度桥梁振动控制技术的研究,对于桥梁的安全性、舒适性和长期稳定性等方面都具有重要的作用。
本文将探讨大跨度桥梁振动控制技术的研究现状和发展趋势。
一、大跨度桥梁振动控制技术的研究现状大跨度桥梁振动控制技术是一个涉及机械、电气、计算机等多个领域的交叉学科。
在此领域的研究中,结构动力学是其中的重要一环。
结构动力学是运用物理学原理和数学方法来研究结构物的振动特性和结构响应的许多学科的总和。
人们在大跨度桥梁振动控制技术的研究中,运用结构动力学理论,来探究大跨度桥梁运行时存在的许多问题,例如自然振动频率、振型和振幅等。
尤其是在样机试验和实际应用中,结构动力学理论已经得到了广泛应用和验证。
目前,大跨度桥梁振动控制技术的研究主要包括被动控制和主动控制两种。
被动控制主要是指在结构上安装减振器等被动防振器件,来改变结构的阻尼系数和质量等,从而达到减震效果。
主动控制主要是指利用现代先进控制理论,通过传感器、运动控制设备和计算机等手段,对结构体实施主动控制,来达到优化结构振动的目的。
不过,被动控制和主动控制各有优缺点,不同类型的结构,需采用不同的控制方案。
二、大跨度桥梁振动控制技术的发展趋势随着科技的进步和国内外大跨度桥梁的建设,大跨度桥梁振动控制技术的研究及应用取得了显著的成果。
未来,大跨度桥梁振动控制技术将向以下方向发展:1、多源信息集成技术多源信息集成技术是指对桥梁系统里涉及振动控制的多种信号进行采集、处理和融合,从而实现更加精确、全面的结构状态监测和振动控制。
实际工程应用中,常采用的传感器多为单点测量,因而只能得到局部的结构参数,并且信息量不够丰富和完善,因此采用多源信息集成技术,将机械、电气、计算机等多学科技术有机融合,通过信息共享和统一管理,减少信息冗余与重复,从而提高结构参数的精度,实现对结构振动的精细掌控。
大跨度桥梁颤振研究现状大跨度桥梁是现代工程中的一个非常重要的组成部分,随着经济的发展和技术水平的提高,大跨度桥梁的设计和建造也变得越来越先进和复杂。
然而,大跨度桥梁在使用过程中产生的颤振问题却一直存在着,一旦颤振的强度达到一定程度,可能会对桥梁的使用安全产生威胁。
因此,大跨度桥梁颤振研究成为了一个十分重要的课题,本文将对大跨度桥梁颤振研究现状进行探讨。
首先,我们需要了解一下大跨度桥梁颤振的概念。
所谓颤振,就是指在一定的外力作用下,受到激励的结构体系产生特定频率的振荡现象。
在实际工程中,由于各种因素的影响,颤振现象是不可避免的。
对于大跨度桥梁来说,其结构复杂,自然频率较低,且工作状态变化较为复杂,因此颤振的风险也相应增加。
目前,大跨度桥梁颤振研究主要分为三个方向:数值模拟研究、实验研究和风洞模拟研究。
其中,数值模拟研究是利用计算机模拟程序,对大跨度桥梁的动力学特性、结构响应等进行计算和分析。
实验研究则是采用实际的试验方法,对大跨度桥梁进行振动、变形等方面的测试。
而风洞模拟研究则是将桥梁模型放置在风洞中,模拟风场作用下的桥梁响应情况。
在数值模拟方面,目前主要采用有限元法进行计算。
有限元法是一种常用的结构分析方法,它基于有限元理论,将复杂的结构体系离散化成多个小单元,通过计算每个小小元的应变、应力和变形等信息,从而得出整个结构体系的静力特性和动力特性。
通过有限元分析,可以获得大跨度桥梁在各种工况下的结构响应和动态特性,并预测可能出现的颤振情况。
然而,由于大跨度桥梁的结构复杂、自然频率低,所需的计算资源较大,因此有限元模拟的精度和效率也存在着一定的限制。
在实验研究方面,主要是采用振动试验和风洞试验两种方法。
振动试验通常采用激振器作为激励源,通过控制激振器的频率和振幅,对桥梁进行模拟脉冲激励,进而观测桥梁的振动情况。
而风洞试验则是将小型桥梁模型放置在风洞中,利用风洞模拟不同速度、风向等条件下的风场作用,观测桥梁的响应情况。
大跨度人行天桥减震
浅谈大跨度人行天桥减震研究
摘要:伴随着我国经济的高速发展,交通运输也日趋繁荣,大量的大跨度人行桥梁应运而生。
为了使桥梁结构在各种震动情况下能够正常的运作,同时并延长桥梁的使用寿命,对大跨度人行天桥进行减震理论研究是一项非常必要而有意义的课题。
大跨度人行天桥的安全性也越来越受到重视,其中减震课题越来越来受到专家学者的关注,大跨度人行天桥的减震研究在不久的将来一定能取得更好的成果。
关键词:大跨度人行天桥减震控制研究
一、我国大跨度人行天桥的发展现状
人行天桥,一般建造在车流量大、行人稠密的地段,或者交叉口、广场及铁路上面。
人行天桥只允许行人通过,用于避免车流和人流平面相交时的冲突,保障人们安全的穿越,提高车速,减少交通事故。
按照结构区分,常见的人行天桥可以分为三大类,分别为悬挂式结构、承托式结构和混合式结构。
悬挂式结构的人行天桥以桥栏杆为主要承重部件,供人通过的桥板本身并不承重,悬挂在作为承重梁的桥栏上,这种结构的过街天桥将结构性部件和实用型部件结合在了一起,可以减少建筑材料的使用,相对降低工程造价。
承托式结构的人行天桥将承重的桥梁直接架设在桥墩上,供行人行走的桥铺在桥梁之上,而桥栏杆仅仅起到保护行人的作用,并。
铁路桥梁横向刚度及横向振动控制的研究铁路桥梁是铁路交通系统中的重要组成部分,它承载着火车的重量和运行载荷,必须具备足够的横向刚度和振动控制能力,以确保列车的安全和平稳运行。
本文将围绕铁路桥梁的横向刚度和横向振动控制展开研究。
一、横向刚度的意义和影响横向刚度是指桥梁在横向力作用下的抵抗能力,它直接影响着桥梁的稳定性和承载能力。
具有足够的横向刚度可以保证桥梁在列车通过时不会产生过大的挠度和变形,从而保证列车行驶的安全性和舒适性。
同时,横向刚度还能够减小桥梁的振动响应,降低桥梁的动态应力,延长桥梁的使用寿命。
二、横向刚度的影响因素1. 桥梁结构的刚度:桥梁的刚度与其结构形式、材料和布置方式密切相关。
一般来说,刚性较高的桥梁结构,如钢桁梁桥和刚构桥,具有较高的横向刚度。
2. 支座刚度:支座刚度是指桥梁与地基之间的刚度,它对桥梁的横向刚度有重要影响。
支座刚度越大,桥梁的横向刚度越高。
3. 桥墩布置方式:桥墩的布置方式也会影响桥梁的横向刚度。
桥墩的密集程度和位置对桥梁的横向刚度有一定影响,一般来说,密集的桥墩布置可以提高桥梁的横向刚度。
三、横向振动的问题及影响铁路桥梁在列车通过时会产生横向振动,这会对列车的行驶安全和乘车舒适性产生不利影响。
横向振动会引起列车的侧向摇晃和轨道的侧向偏移,给列车的行驶稳定性带来威胁。
同时,横向振动还会加剧桥梁的疲劳损伤和动态应力,缩短桥梁的使用寿命。
四、横向振动控制的方法为了降低桥梁的横向振动,提高桥梁的横向刚度是一种常见的控制方法。
此外,还可以采取以下措施:1. 增加桥墩的刚度:通过增加桥墩的刚度可以提高桥梁的横向刚度,减小横向振动。
2. 安装防振设施:在桥梁上安装防振装置,如橡胶隔震器、减振器等,可以有效减小桥梁的横向振动。
3. 控制列车速度:适当控制列车的速度可以减小桥梁的横向振动。
高速行驶的列车会引起较大的侧向力,增加桥梁的横向挠度和振动。
4. 加强桥梁监测:定期对桥梁进行振动监测和检测,及时发现异常情况并采取相应措施。
我国大跨桥梁现状及发展趋势(精选合集)第一篇:我国大跨桥梁现状及发展趋势我国大跨桥梁现状及发展趋势改革开放以来,我国公路建设事业迅猛发展,作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到了相应发展,特别是近十年来,我国大跨径桥梁的建设进入了一个最辉煌的时期,一大批结构新颖、技术复杂、设计和施工难度大和科技含量高的大跨径桥梁相继建成,标志着我国的公路桥梁建设水平已跻身于国际先进行列。
近几年建成的特大桥梁,不少在世界桥梁科技进步中具有显著地位。
诸如正在建设的重庆朝天门大桥是世界最大跨度钢拱桥,并创造了该类型桥梁十余项世界第一;苏通大桥以主跨1088m为世界第一跨度斜拉桥,同时成为世界上连续长度最大的双塔斜拉桥;润扬长江公路大桥南汊悬索桥,以1490m跨度为世界第三大悬索桥;刚通车的杭州湾跨海大桥为世界第一长跨海大桥;万县长江大桥为目前世界上跨度最大的混凝土拱桥;此外江阴长江公路大桥、香港青马大桥,其跨度分别在悬索桥中居世界第四位和第五位;南京长江二桥、白沙洲长江大桥、荆沙长江大桥、鄂黄长江大桥、大佛寺长江大桥、李家沱长江大桥等特大桥的跨度名列预应力混凝土斜拉桥世界前十位。
一座座桥,实现了天堑的跨越,缩短了时间与空间的距离,美化了秀美山川,为我国疆域的沟通和经济的腾飞起着了重要的作用。
随着科技的发展,新材料的开发和应用,在桥梁设计阶段采用高度发展的计算机辅助手段,进行有效的快速优化和仿真分析,运用智能化制造系统在工厂生产部件,利用GPS和遥控技术控制桥梁施工。
目前,我国桥梁建设正在与国际接轨,开始向大跨、新型、轻质和美观方向发展。
(1)跨径不断增大目前,世界上钢梁、钢拱的最大跨径已超过500m,钢斜拉桥为890m,而钢悬索桥达1990m。
随着跨江跨海的需要,钢斜拉桥的跨径已经突破1000m,钢悬索桥将超过3000m。
至于混凝土桥,梁桥的最大跨径为300m,拱桥已达420m,斜拉桥为530m。
(2)桥型不断丰富本世纪50~60年代,桥梁技术经历了一次飞跃:混凝土梁桥悬臂平衡施工法、顶推法和拱桥无支架方法的出现,极大地提高了混凝土桥梁的竞争能力;斜拉桥的涌现和崛起,展示了丰富多彩的内容和极大的生命力;悬索桥采用钢箱加劲梁,技术上出现新的突破。
桥梁振型分析1.项目的背景和必要性对桥梁进行非线性地震响应分析,选择合适的模型进行有效的模拟和计算是非常重要的,地基土体的柔性变形将直接影响结构的动力特性,侧向荷载的分布模式体现了地震作用下结构的惯性力沿高度的分布,选择合适的模型一直是抗震分析相关研究所关注的问题。
1.1 项目概况不考虑地基柔性时,桥墩建模一般采用固结模型,即直接在桥墩底部施加固定约束,为了考虑地基柔性效应影响,本文考虑了在墩底施加六弹簧模型。
六弹簧模型将桩基础及下部结构的影响简化为作用在桥墩底部中心的集中弹簧,进而对上部结构进行抗震分析。
本文主要以80+128+80m预应力混凝土连续梁桥为例,进行固结模型与六弹簧模型的振型分析对比。
1.2.项目研究目的在墩底采用六弹簧约束的模型,使用弹性支承来模拟,其刚度矩阵可以通过资料手算得到,进而导入程序中,这种模型可以较准确模拟桥墩的实际约束情况,对进一步进行抗震验算做好铺垫。
2.项目科研现状2.1. 国内外研究现状在三维分析中,集中弹簧具有六个方向的刚度,分别对应墩底部中心发生单位位移(或转角)时对应的力(或弯矩),近似考虑桩土相互作用。
六弹簧法对桩基础的考虑相对简单,计算量小,在工程上应用比较广泛。
2.2 研究说明考虑桩-土之间的相互作用有利于抗震分析,六弹簧的方法比用固结的方法求出k值要小,根据/k mω=,自振周期T就会变大,所以在地震作用下六弹簧模型比固结模型能更好地消耗能量。
3.项目实施方案3.1 主要研究内容与结果3.1.1模型建立(1)使用Midas Civil 2011 建立80m+128m+80m连续梁桥模型,并采用变截面建立梁和墩单元。
考虑到两侧简支部分对边墩的影响,在边墩墩顶应附加简支梁一半质量的作用。
在三跨连续梁(简支梁长度为32m)墩顶设置450t 的节点质量。
(2)二期荷载取为184kN/m,并由程序将其转化为质量。
(3)每个墩顶使用弹性连接设立两组支座,各支座纵、横、竖三方向的刚度通过资料计算得到,能够较准确模拟实际支座。
大跨度桥梁抗震设计和振动控制的研究与应用现状史志利(天津大学建筑工程学院) 周立志(天津市市政工程设计研究院)摘 要:本文介绍了大跨度桥梁抗震设计的现状和所面临的困难,指出对大跨度桥梁合理的抗震分析方法应当进行多点激励随机地震反应分析,并对地震输入问题、随机地震动场的模拟和地震反应分析方法作了介绍。
最后侧重介绍了结构振动控制技术的研究现状及其在大跨度桥梁中的应用。
关键词:大跨度桥梁 抗震设计 地震反应 振动控制1 上世纪末几次典型地震及其对桥梁抗震设计的影响 地震是严重危害人类的一大自然灾害。
上世纪末期的几次发生在城市的大地震,如1971年美国San Fernando地震(M616)、1976年中国唐山大地震(M718)、1989年美国L om a P rieta地震(M710)、1994年美国N o rth ridge地震(M617)、1995年日本阪神大地震(M712)、1999年台湾的集集地震等,由于桥梁工程遭到严重破坏,切断了震区交通生命线,造成救灾工作难以开展,次生灾害加重,从而导致了巨大的经济损失。
其典型的桥梁震害可以分为以下几类:(1)由于砂土液化,地基下沉,岸坡滑移或开裂而引起的基础破坏;(2)由于桥梁结构形式、构造或连接措施不当而引起的落梁等震害;(3)桥梁墩柱本身抗震能力(强度和延性)不足而引起的破坏;(4)桥梁各支承点的地面运动不一致(地面运动场的空间变化性)而引起的震害。
此后结构抗震设计愈加受到各国政府的重视,地震工作者纷纷对现行的抗震设计规范进行反省和修订,对结构抗震设计提出了一些新的观点和新的抗震技术。
我国也于1998年3月1日颁布实施《中华人民共和国防震减灾法》。
目前,我国的桥梁抗震设计规范还很不完备,尤其是城市桥梁抗震设计没有专用规范,只能参考《公路工程抗震设计规范》JTJ004289、《铁路工程抗震设计规范》GBJ111287进行抗震设计,而这些规范已无法满足现代桥梁大跨度发展的需求,从内容上来讲,现有规范还是采用“强度设防”的概念(即“一水准设防,一阶段设计”),在目前研究较多的延性抗震和减、隔震方面极为不足,振动控制更是没有涉及到;从适用范围上来讲,《公路工程抗震设计规范》只适用于主跨不超过150m的梁桥和拱桥,《铁路工程抗震设计规范》虽没有说明跨径范围,但说明“对特殊抗震要求的建筑物和新型结构应进行专门研究设计”。
《大跨简支钢桁梁人行桥人致振动与减振控制研究》篇一大跨简支钢桁梁人行桥致振动与减振控制研究一、引言随着城市交通的快速发展,大跨简支钢桁梁人行桥作为一种重要的交通设施,其安全性与舒适性日益受到人们的关注。
其中,人行桥在行人行走过程中产生的振动问题,不仅影响行人的舒适度,还可能对桥梁结构的安全造成潜在威胁。
因此,对大跨简支钢桁梁人行桥的人致振动与减振控制进行研究,具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、人行桥的振动问题大跨简支钢桁梁人行桥的振动问题主要由行人的行走引起。
这种振动通常表现为桥面的局部振动和整体振动,其中整体振动对桥梁结构的安全影响更为显著。
人行桥的振动问题主要受行人特性、桥梁结构特性以及环境因素等多方面因素的影响。
(一)行人特性行人的步频、步速、步幅等行走特性都会对桥面的振动产生影响。
行人的行走行为具有随机性,不同行人的行走特性存在差异,这使得人行桥的振动问题变得更加复杂。
(二)桥梁结构特性桥梁结构的刚度、质量、阻尼等特性对人行桥的振动有着决定性影响。
简支钢桁梁人行桥的结构特性使得其更容易受到行人的影响而产生较大的振动。
(三)环境因素风力、温度等环境因素也会对人行桥的振动产生影响。
特别是在风力作用下,桥面的振动可能更加明显。
三、减振控制技术研究针对大跨简支钢桁梁人行桥的振动问题,减振控制技术的研究显得尤为重要。
目前,减振控制技术主要包括被动控制、主动控制以及混合控制等。
(一)被动控制技术被动控制技术主要通过在桥梁结构中设置减振装置,如阻尼器、调谐质量阻尼器等,来吸收和消耗桥面的振动能量,从而达到减振的目的。
这种技术具有结构简单、可靠性高等优点。
(二)主动控制技术主动控制技术则是通过传感器、控制系统等设备,实时监测桥面的振动情况,并通过作动器等设备对桥面施加反方向的控制力,从而抵消桥面的振动。
这种技术具有减振效果显著、适用范围广等优点,但需要较高的技术支持和成本投入。
(三)混合控制技术混合控制技术则是将被动控制和主动控制技术相结合,取长补短,以达到更好的减振效果。