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公路桥梁车桥耦合振动的模型试验研究
陈代海;李银鑫;李整;马来景;许世展
【期刊名称】《振动.测试与诊断》
【年(卷),期】2022(42)2
【摘要】基于公路桥梁车桥耦合振动理论,通过精细测量车桥模型参数,建立了车桥梁试验模型和有限元模型,设计了一套公路桥梁车桥耦合振动试验系统。
开展车桥耦合振动试验影响因素分析,探讨了行车道位置、车桥质量比、桥梁支座形式等试验因素的影响规律。
结果表明:车桥模型自振频率的试验值与理论值基本吻合,验证了模型的适用性;不同车道位置10 cm的侧移对车桥动力响应影响不大,试验过程中可根据实际需要选择行车道;车桥质量比是车桥动力响应的重要影响因素,试验中为获得较为明显的车桥振动响应,建议车桥质量比选择范围为0.10~0.16;支座1模型(一端垫块支座、另一端滚轴支座)下车桥竖向加速度响应较为明显,试验过程中桥梁支座可选择支座1模型。
【总页数】8页(P256-262)
【作者】陈代海;李银鑫;李整;马来景;许世展
【作者单位】郑州大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U441.3;U446.1
【相关文献】
1.公路桥梁车桥耦合振动数值分析方法
2.公路桥梁2种车桥耦合振动分析方法的对比研究
3.公路与城市桥梁车桥耦合振动研究发展综述
4.公路梁桥车桥耦合振动模型试验设计及校验
5.基于板单元形函数的公路桥梁车桥耦合振动分析方法研究
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考虑拉索局部振动的铁路斜拉桥车桥耦合振动分析雷虎军;李闻秋;李小珍【摘要】为研究拉索局部振动对大跨度铁路斜拉桥及桥上列车动力响应的影响,基于索-桥动力相互作用理论,以(60.5+156+464+156+60.5)m五跨连续钢桁梁铁路斜拉桥为工程背景,分别建立考虑斜拉索局部振动的多桁架模型(MECS)和传统的单桁架模型(SECS),采用动力分析程序BDAP V2.0,针对地铁B型车以不同车速通过该桥时的车-桥耦合振动响应进行了仿真计算.计算结果表明:考虑拉索局部振动后,出现大量纯索振型与索-梁耦合振型;桥上车辆受拉索局部振动的影响不大,但单桁架模型会高估斜拉桥塔顶的加速度响应.因此,在进行大跨斜拉桥动力响应分析时,拉索局部振动的影响不容忽视.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2016(013)009【总页数】6页(P1756-1761)【关键词】车桥耦合振动;斜拉桥;拉索局部振动;多桁架模型【作者】雷虎军;李闻秋;李小珍【作者单位】福建工程学院土木工程学院,福建福州350118;西南交通大学土木工程学院,四川成都610031;西南交通大学土木工程学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】U24;TB123拉索是斜拉桥的重要承力构件，具有柔度大、质量轻、阻尼小等特点。
在大跨度斜拉桥中，长短不一的斜拉索自振频率覆盖范围大，在外部动荷载作用下，柔性拉索的振动可能与结构的整体振动耦合，引发索-梁共振，从而使结构的振动响应急剧增大[1-2]。
随着我国斜拉桥技术的进步，作用在其上的车辆荷载越来越大，如果由于斜拉桥本身动力特性的原因使得斜拉桥在长期车辆荷载作用下发生大幅索-梁共振，将严重影响斜拉索的耐久性，并会威胁桥上列车的运行安全。
目前，关于拉索局部振动的研究已受到越来越多的关注，取得了一些研究成果[3-6]。
Yang等[3]考虑斜拉索振动过程中的大位移及索力变化非线性特性，采用离散索单元建立斜拉桥模型，研究了主跨150 m斜拉桥拉索在移动荷载作用下的非线性振动；亢战等[4]建立了拉索在车辆荷载激励下的多自由度模型，通过数值方法研究了斜拉桥的共振问题；王涛等[5]研究了索-梁发生大幅度相关振动时的振动特性，得出斜拉桥的整体振动可能引起拉索的大幅振动；张鹤等[6]研究了桥梁结构在车辆荷载作用下的动力反应，同时，根据拉索端的振动时程研究了拉索的振动问题，讨论了拉索、桥梁、外部动力激励三者间的关系。
斜拉桥中斜拉索的面内外耦合内共振分析
肖志荣;孙炳楠
【期刊名称】《计算力学学报》
【年(卷),期】2008(25)2
【摘要】研究了桥面侧振引起的斜拉索非线性振动问题.基于HamiIton原理建立了拉索的非线性振动控制方程,并利用多尺度法得到了斜拉索振动方程的二阶近似解.通过具体算例分析了斜拉索面内一阶模态与面外一阶模态相互耦合发生内共振的可能性,讨论了拉索倾斜角对拉索振动的影响,比较了在零初始条件和非零初始条件下拉索振动响应的区别.研究发现:拉索内共振发生在一定的激励频率和激励幅值区域内;改变倾斜角度,会影响拉索发生内共振时激励频率区域的大小;初始条件的不同,拉索的振动形式会相差很大.
【总页数】5页(P278-282)
【作者】肖志荣;孙炳楠
【作者单位】浙江大学建工学院,杭州,310027;浙江科技学院建工学院,杭
州,310012;浙江大学建工学院,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TU311.3
【相关文献】
1.港珠澳大桥中央单索面斜拉桥全钢索塔吊装受力分析 [J], 于喜年;崔亮;孙伟
2.斜拉桥塔-索-桥耦合连续模型及其内共振分析 [J], 张妍;王怀磊;杨杰
3.斜拉索在双塔双索面钢——混凝土混合梁斜拉桥中的安装技术探讨——以江顺大桥斜拉索安装为例 [J], 张奥
4.斜拉桥索-面-塔三自由度非线性振动模型及其1:2:1内共振分析 [J], 张妍;王怀磊;杨杰
5.斜拉桥中斜拉索的施工技术分析及管理措施 [J], 曾毅
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基于桥面-拉索-阻尼器耦合振动的索力测试合理拾振位置研究刘大洋;胡建新;张航;廖敬波【摘要】以厦漳跨海大桥2根安装外置阻尼器的长短索索力测试为背景,引入实际存在的环境激励,通过有限元方法研究拉索在桥面-拉索-阻尼器耦合振动下,拉索外置阻尼器附近不同采集点信号的频谱分析效果.结果表明:外置阻尼器对阻尼器位置拾振点、外置阻尼器与桥面之间拾振点的频谱分析效果影响明显,短索基本识别不出频率,长索可勉强识别少数几阶频率;受外置阻尼器与现场测试条件的限制,索力测试时拾振器的合理安装位置应选在外置阻尼器上部,距外置阻尼器的距离等于阻尼器距桥面距离的拉索上.【期刊名称】《公路交通技术》【年(卷),期】2016(032)006【总页数】6页(P65-70)【关键词】外置阻尼器;耦合振动;索力测试;拾振位置【作者】刘大洋;胡建新;张航;廖敬波【作者单位】招商局重庆交通科研设计院有限公司,重庆400067;招商局重庆交通科研设计院有限公司,重庆400067;招商局重庆交通科研设计院有限公司,重庆400067;招商局重庆交通科研设计院有限公司,重庆400067【正文语种】中文【中图分类】U448.27斜拉桥拉索索力的大小和变化直接关系到桥梁的安全使用和结构性能。
在施工与运营阶段，索力均作为评估斜拉桥受力状态的重要依据，因此准确测量拉索索力参数尤为重要。
目前工程中应用最广的索力测量方法为频率法[1-2]。
影响频率法测试效果的因素主要有2方面：一是拉索本身的参数信息；二是识别拉索频率的准确性。
为抑制长大拉索的大幅振动 [3-4]，在桥面与拉索之间通常会安装外置阻尼器 [5-6]。
安装阻尼器后，拉索边界条件会发生改变，即增加了中间约束，因此，在环境激励下，拉索实际发生的振动是桥面-拉索-阻尼器耦合振动[7]。
现场索力测试时，当拉索桥面端部和阻尼器桥面固定端部的外界环境激励较强时，外置阻尼器附近的拉索上难以获得清晰的拾振信号。
基于达朗贝尔原理的车桥耦合振动模型仿真
刘宏伟;沈世鑫
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2022(39)7
【摘要】针对车辆与桥梁间共振现象的影响,导致耦合位移误差较大、振动频率较大的问题,研究一种基于达朗贝尔原理的车桥耦合振动模型仿真方法。
根据车桥之间的时-空分布,构建车桥振动响应关系,在车辆与桥梁始终保持接触的情况下,利用达朗贝尔原理建立车桥耦合振动模型,整合不同振动模型节点的仿真过程为一个振型函数,控制仿真过程的计算量,最终完成车桥耦合振动模型仿真。
仿真结果表明,所设计仿真方法产生的耦合位移误差及振动耦合频率较小,计算量最少,适合实际仿真使用。
【总页数】5页(P143-147)
【作者】刘宏伟;沈世鑫
【作者单位】青海民族大学土木与交通工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG233
【相关文献】
1.基于欧拉梁假定的柔性多体动力学车桥耦合振动分析模型
2.基于多体系统动力学和有限元法的联合仿真在车桥耦合振动研究中的应用
3.基于改进迭代模型的车桥耦合系统竖向随机振动研究∗
4.基于不同车辆模型多车激励公路简支梁车桥耦合振
动响应分析5.基于辊系多模态模式的连轧机机架间耦合振动系统模型的建立及仿真分析
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斜拉桥三维仿真分析.txt16生活，就是面对现实微笑，就是越过障碍注视未来；生活，就是用心灵之剪，在人生之路上裁出叶绿的枝头；生活，就是面对困惑或黑暗时，灵魂深处燃起豆大却明亮且微笑的灯展。
17过去与未来，都离自己很遥远，关键是抓住现在，抓住当前。
/filname,cable-stayed bridge,1keyw,pr_struc,1/prep7!定义单元类型et,1,beam4et,2,link10!定义材料属性mp,ex,1,3.5e10mp,prxy,1,0.17mp,dens,1,2500mp,ex,2,10e15mp,prxy,2,0mp,dens,2,0mp,ex,3,1.9e10mp,prxy,3,0.25mp,dens,3,1200mp,damp,3,0.5!定义实常数!定义实常数r,1,25.6,5.546.133,16,1.6r,2,16,29.417,15.394,3.4,4.7r,3,54,364.5,162,6,9r,4,40,213.3,83.3,5,8r,5,1,1/12,1/12,1,1r,6,0.012,0.012 !索的!创建节点和单元!建立主梁节点/view,1,1,1,1/angle,1,270,xm,0/replot*do,i,1,59 !此循环用于建立主梁的半跨节点x=-174*2+(i-1)*6 !最左端x=174*2，x=0左边的节点x坐标值，间距为6y1=-14 !桥面宽28米，故左边节点为-14y2=14 !桥面宽28米，故右边节点为14n,3*(i-1)+1,x !建立主梁节点 3*（i-1）+1为节点号n,3*(i-1)+2,x,y1 !以下两行建立桥面两边节点n,3*i,x,y2 !能想出这种建模命令的绝对是编程高手，哈哈*enddo !完全可以先建立端部的三个节点，然后用这三个节点在x方向上复制59份，间距为6!建立主梁单元type,1real,1mat,1*do,i,1,58,1 !以下循环建立建立桥面中线主梁单元j=3*(i-1)+1e,j,j+3*enddo!建立鱼刺刚横梁type,1real,5mat,2*do,i,1,59,1 !以下循环用于建立桥面鱼刺横梁的节点j=3*(i-1)+1j1=3*(i-1)+2j2=3*ie,j,j1e,j,j2*enddo!建立半跨主塔i=59*3 !变量用于记录桥面的节点数，即至此已经建立了59*3个节点了，用于指导以后设定节点的编号n,i+1,-174,-10,-30 !以下两行记录塔脚节点n,i+2,-174,10,-30n,i+3,-174,-15 !以下两行用于建立与桥面齐高的主塔节点n,i+4,-174,15*do,j,1,5,1 !以下循环用于建立索塔在桥面以上的节点k=i+4+jn,k,-174,0,60+(j-1)*18*enddo!建立下索塔单元type,1real,4mat,1e,i+1,i+3 !以下用于建立主塔在桥面以下的两根塔柱单元e,i+2,i+4!建立中索塔单元type,1real,3mat,1e,i+3,i+5 !以下用于建立倒Y分叉点到桥面间的两根塔柱单元i+5=182号e,i+4,i+5!建立上索塔单元type,1real,2mat,1*do,j,1,4,1 !以下用于建立倒Y分叉点以上的塔柱单元k=i+4+je,k,k+1*enddo!建立与塔的倒Y分叉点链接的索单元type,2real,6mat,3e,i+5,89e,i+5,90!建立主塔倒Y分叉点以上第一个张拉点连接的索单元*do,j,1,8,1!此循环用于建立主塔倒Y分叉点以上第一个张拉点连接的所有索单元，共32个e,i+6,89+3*je,i+6,89-3*je,i+6,90+3*je,i+6,90-3*j*enddo!建立与主塔的其他三个张拉点连接的单元*do,k,1,3,1*do,j,1,7,1e,i+6+k,113+(k-1)*21+3*j !一共有28个索单元连接在每个张拉点上e,i+6+k,65-(k-1)*21-3*je,i+6+k,114+(k-1)*21+3*je,i+6+k,66-(k-1)*21-3*j*enddo*enddo!生成全桥模型节点i=i+9 !记录半跨的所有节点数nsym,x,i,all !用映射法直接建立另半跨节点esym,,i,all !用映射法直接建立另半跨单元nummrg,all !合并所有节点和单元!建立索塔连接横梁单元type,1real,5mat,2j=ii=i-9n,1000,-174e,1000,i+3e,1000,i+4n,2000,174e,2000,i+3+je,2000,i+4+j!施加主塔的四个脚上的全约束nsel,s,loc,z,-30d,all,allallsel!在左桥端施加y,z约束nsel,s,loc,x,-348 !仅给左端主梁施加约束nsel,r,loc,y,0d,all,uyd,all,uzallsel!在右桥端施加y约束nsel,s,loc,x,348 !仅给右端主梁施加约束nsel,r,loc,y,0d,all,uyallselnumcmp,all!施加重力场acel,,,9.8!耦合节点,耦合跨中由于对称而重复的单元节点以及两主塔上塔横梁和主梁的重合节点，cpintf,uycpintf,uzcpintf,rotxcpintf,rotz!成桥状态的确定!静力的初步计算!直接进行静力计算/solusolvefinish!得到最大位移为1.288m，由于偏差太大需要重新计算（与事实不符）!修改实常数后重新计算：令r,6,0.012,0.012,即给索以预应变0.012/solu !为了将计算应力用于下面的动力分析，这里打开预应力和集中质量设置开关lumpm,on!指定一个集中质量矩阵表述pstres,onsolvefinish!求得最大位移为0.0329m，说明已经达到成桥状态要求,(与事实不符)!模态分析!分析设置/soluantype,2MODOPT,LANB,20EQSLV,SPAR !指定方程求解器类型MXPAND,10, , ,0LUMPM,onPSTRES,onMODOPT,LANB,20,0,100, ,OFFUPCOORD,1,ON !更新模型计算坐标，目的是为了将预应力效应准确的应用能够到模态分析上来!分析设置完毕solvefinish!激励耦合分析!恢复成桥静力计算结果RESUME, cable-stayedbridge,db, !路径：utility menu>file>resume jobname.db!从数据库中恢复数据库文件!生成地震激励向量，将记事本格式的地震波数据调入到工作目录下,并执行以下命令*DIM,aay1,ARRAY,2,50,1*DIM,aaz1,ARRAY,2,50,1*CREATE,ansuitmp!建立或打开宏文件*VREAD,aay1(1,1),'tjx','txt',' ',50!读取数据，并产生一个数组参数向量或矩阵(e9.3,e11.3)*END/INPUT,ansuitmp*CREATE,ansuitmp!建立或打开宏文件*VREAD,aaz1(1,1),'tjy','txt',' ',50!读取数据，并产生一个数组参数向量或矩阵(e9.3,e11.3)*END/INPUT,ansuitmp!输入车辆激励波，Z=1000*cos(10*t).车子跨越一个单元的时间为0.1秒（速度216公里/小时），全桥共696米，历时11.6秒，纵向共116个单元，117个节点n=117 !定义向量维数*dim,fcar,array,n !定义车载荷向量*do,i,1,n,1 !以下循环为生成车载荷数据，即向“farc”矩阵中写入数据tt=(i-1)*0.1fcar(i)=1000*cos(10*tt)*enddo!输入风载荷激励p=50*sin(1.5*t)。
