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第51卷第7期2020年7月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University(Science and Technology)V ol.51No.7Jul.2020基于实际影响线的移动车辆过桥动力放大系数计算方法王宁波，周逸，周德(中南大学土木工程学院，湖南长沙，410075)摘要：通过分析现有桥梁动力放大系数(DAF)计算方法的特点和不足，提出一种基于实际影响线的DAF计算方法。
首先，从移动车辆荷载作用所致的桥梁动力响应中提取桥梁测点实际影响线；然后，引入轮胎−路面接触力分布模型，结合车轴信息并采用影响线叠加重构桥梁准静态响应；最后，提取桥梁最大静力响应并以此计算DAF。
开展移动车辆过桥数值仿真，对比研究波峰−波谷法、低通滤波法和本文基于实际影响线DAF提取方法对桥梁最大静力响应及DAF的计算差异。
研究结果表明：基于实际影响线重构法提取的桥梁最大静力响应恒定，行车速度和路面状况的改变对车辆作用下桥梁最大静态响应值提取无影响，与实际情况相符；与现有桥梁动力放大系数计算方法相比，本文方法所得DAF更加精确、合理可靠。
关键词：动力放大系数；准静态响应；响应重构；桥梁影响线中图分类号：TV45文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2020）07-1853-09A calculation method for moving vehicle induced bridge dynamicamplification factor based on influence lineWANG Ningbo,ZHOU Yi,ZHOU De(School of Civil Engineering,Central South University,Changsha410075,China)Abstract:The characteristics and disadvantages of the existing bridge dynamic amplification factor(DAF) calculation methods were analyzed,and a new DAF calculation method based on the influence line information of bridge structures was proposed.Firstly,the actual influence line of the measurement point on bridge was extracted from the dynamic response excited by a passing vehicle.Then,a numerical model of the tire−pavement contact force distribution and the axle information of the passing vehicle were introduced in the influence line to reconstruct the quasi-static response of the bridge.Finally,the maximum static response was extracted from the reconstructed curve to calculate the DAF.Numerical simulation of the vehicle-bridge model was conducted to compare the difference of the maximum static responses and the DAF based on the peak-valley method,low−pass filtering method and the proposed method.The results show that the maximum static response obtained by the proposed method in the paper is stable and not affected by the vehicle velocity and road pared to DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2020.07.011收稿日期：2019−10−12；修回日期：2019−12−22基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(51508576,51478472);国家重点研发计划项目(2017YFB1201204) (Projects(51508576,51478472)supported by the National Natural Science Foundation of China;Project(2017YFB1201204) supported by the National Key Research and Development Program of China)第51卷中南大学学报(自然科学版)the existing bridge DAF calculation methods,the influence line based method proposed in the paper is more accurate,reasonable and reliable.Key words:dynamic amplification factor;quasi-static response;response reconstruction;bridge influence line移动车辆荷载引起的桥梁动力放大系数(dynamic amplification factor,DAF，用FDA表示)是与桥梁设计、检测评估、运营管养密切相关的重要参数，精确的FDA取值可同时反映桥梁设计的经济性和安全性。
基于数值模拟技术的桥梁动力响应分析与抗震性能评估研究引言：桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，承载着巨大的交通流量和重要的经济作用。
然而，地震是威胁桥梁安全性的重要因素之一。
因此，通过数值模拟技术来分析桥梁的动力响应，并评估其抗震性能，具有重要的研究和工程应用价值。
一、数值模拟技术在桥梁动力响应分析中的应用1. 结构建模数值模拟的第一步是将桥梁结构建模为一个离散的数学模型。
由于桥梁结构通常是三维非线性的，合理选择单位单元和材料模型十分重要。
通常采用有限元法对桥梁进行离散，分析其静力响应和动力响应。
2. 动力荷载分析桥梁在地震作用下所受的动力荷载是进行抗震性能评估的关键。
通过分析桥梁的行车荷载和地震荷载作用下的运动方程，可以得到桥梁结构的动力响应。
3. 动力响应计算根据结构的运动方程，使用数值方法（如直接积分法）进行求解，可以获得桥梁结构在地震荷载下的动力响应。
通过对系统动力特性的计算和对动力响应的分析，可以评估结构的抗震性能。
二、基于数值模拟技术的桥梁抗震性能评估方法1. 缺陷模拟方法通过引入潜在的结构缺陷，如材料损伤、裂缝等，可以评估结构在地震荷载下的破坏程度。
通过数值模拟，可以分析出结构在不同破坏情况下的动力响应，并对其抗震性能进行评估。
2. 敏感性分析方法桥梁结构参数的不确定性会对其抗震性能产生影响。
通过敏感性分析，可以确定哪些参数对结构的动力响应和破坏程度产生较大的影响。
进而可以通过调整关键参数来提高桥梁的抗震性能。
3. 随机振动分析方法地震荷载具有随机性质，其频谱特性与地震活动相关。
通过数值模拟结合随机振动分析技术，可以模拟地震荷载的频谱特性，评估结构在不同地震强度下的动力响应和抗震性能。
结论：基于数值模拟技术的桥梁动力响应分析与抗震性能评估研究能够全面评估桥梁在地震作用下的结构性能和安全性。
针对桥梁结构的实际情况，选择适当的数值模型和方法，可以有效地预测桥梁在地震下的动力响应，并为桥梁设计和抗震评估提供科学、准确的依据。
汽车过桥问题凸凹公式随着交通运输的发展，桥梁的建设也成为了现代社会中不可或缺的一部分。
而汽车过桥问题则是在桥梁设计中需要考虑的一个重要问题。
凸凹公式则是一种经典的数学模型，用于分析汽车通过桥梁时的动力学响应。
本文将对凸凹公式进行详细介绍，并探讨其在实际工程中的应用。
凸凹公式是由俄罗斯科学家兼工程师E.S.Каdrov于20世纪50年代提出的。
凸凹公式的全称为“凸凹路面汽车动力响应计算公式”，是根据车辆通过道路台阶时的动力学特性所提出的。
通过分析车辆在通过道路台阶时的运动学和动力学响应，凸凹公式可以计算出车辆通过台阶时的最大冲击力、最大冲击系数等参数。
凸凹公式的基本假设是将道路台阶简化为一系列的线性弹簧-阻尼系统。
车辆通过台阶时，其轴重会发生变化，从而引起车辆的动力学响应。
根据牛顿第二定律和动力学公式，可以推导出凸凹公式的基本表达式。
以一个简化的两轴车辆为例，凸凹公式可以写作如下形式：F_s＝(1+M*L)/(1+K*L)*(1/2*MV^2+MGH_h+1/2*W_h^2)其中，F_s为车辆通过台阶时的最大冲击力；M为车辆的质量；L为台阶的宽度；K为台阶的刚度；V为车辆通过台阶时的速度；G为重力加速度；H_h为台阶的高度；W_h为台阶的宽度。
凸凹公式在实际工程中具有广泛的应用价值。
首先，凸凹公式可以用于评估桥梁设计的合理性。
通过对凸凹公式进行计算，可以得到车辆通过桥梁时的最大冲击力和冲击系数等参数。
这些参数可以用于评估桥梁结构的强度和稳定性，从而保证桥梁的设计符合要求，并能够承受载荷的变化。
其次，凸凹公式可以用于指导桥梁施工和维护。
在桥梁施工过程中，如果桥梁的凸凹度超出了一定范围，可能会导致车辆通过桥梁时的冲击力过大，从而增加桥梁结构的受力，甚至引起桥梁的损坏。
通过对凸凹公式进行计算，可以确定桥面的凸凹度是否符合要求，以及需要采取哪些措施来调整桥梁的凸凹度。
此外，凸凹公式还可以用于指导道路设计和维护。
桥梁结构动力响应分析方法研究桥梁是重要的交通运输基础设施，其结构的稳定性和安全性至关重要。
在桥梁的设计和施工过程中，需要重点考虑桥梁结构的动力响应问题，以保证桥梁具有良好的振动性能和抗震能力。
本文就桥梁结构动力响应分析方法进行探讨。
一、梁式桥梁动力响应分析梁式桥梁是一种常见的桥梁结构，在桥梁的工程设计和施工中得到广泛应用。
在进行桥梁动力响应分析时，可以采用有限元方法进行计算。
在有限元计算中，需要确定基本计算模型和计算边界条件，以便模拟桥梁结构的运动响应。
在梁式桥梁结构的动力响应分析中，主要考虑梁的自振频率和模态振型。
自振频率是指桥梁结构在自由振动状态下的振动频率，是桥梁整体动力响应特征参数之一。
模态振型则是指桥梁各振动模态的振动形态和振动幅度，是桥梁结构动力响应的重要特征之一。
二、拱式桥梁动力响应分析拱式桥梁是在桥梁结构中常见的一种形式，其具有优美的外观和稳定的结构性能。
在进行拱式桥梁的动力响应分析时，我们需要考虑桥梁各部位的动态应力响应和位移响应，以评估桥梁的振动性能和抗震性能。
拱式桥梁的动力响应分析可以采用模态分析方法进行计算。
在模态分析中，我们需要根据桥梁结构的动态特性确定基本计算模型。
在模态分析的计算过程中，需要考虑桥梁结构各部位的自振频率和振型，以确定桥梁各部位的动态响应特征。
三、悬索桥梁动力响应分析悬索桥梁是一种特殊的桥梁结构，其具有高度的美学和结构性能。
在进行悬索桥梁的动力响应分析时，需要考虑桥梁吊索的振动和转动，以及吊索和塔身之间的作用力和应力分布等问题。
在悬索桥梁的动力响应分析中，可以采用有限元法进行计算。
在有限元分析中，我们需要考虑桥梁结构的动力模型和计算边界条件，以模拟桥梁结构的运动响应。
在计算过程中，我们需要考虑吊索的自振频率和振型，以及塔身和桥面的动力响应特征。
四、桥梁结构振动控制问题桥梁结构在运行过程中会受到不同程度的振动影响，从而对桥梁的稳定性和安全性产生影响。
因此，在设计和施工桥梁结构时，需要考虑如何有效地控制桥梁结构的振动，以保证桥梁结构的稳定性和安全性。
车辆——桥梁耦合系统动态应变及冲击系数测试实验一、实验目的：1.掌握结构系统动态应变测试方法；2.掌握桥梁结构冲击系数的概念，能够分别利用加速度信号和动态应变数据计算冲击系数；3.能够使用动态信号测试系统及相应的软件，并对实验结果进行合理的分析；二、实验内容：1）动态应变测试实验：对车辆过桥时，桥梁各测点的动态应变数据进行采集，并分析；2）冲击系数测试实验：设置两种工况，正常跑车和跳车实验工况，分别对这两种工况下加速度信号和动态应变数据进行采集，分析得到相应的冲击系数。
三、实验仪器及实验框图1.实验仪器：加速度传感器、电荷适调器、应变片、应变适调器、信号采集分析系统（DH5922测试分析系统）、计算机及结构动态分析软件、斜拉桥模型、车辆模型、测试导线、跳车实验用垫块等2.实验框图：四、实验步骤：1.动态应变测试实验1）在斜拉桥模型上选择测点，并编号，本实验选择了5个测试点，编号分别为1-5，选择3号测点为参考点，位于斜拉桥中跨跨中位置；2）将应变片粘贴在模型测点处(已粘贴好)，应变片通过导线连接到应变适调器，其中工作片接+Eg，补偿片接-Eg，公共线接Vi+，应变适调器对应测点号接入测试分析系统的相同编号的通道；3）DH5922测试分析系统与电脑连接并接通电源；4）打开DH5922测试分析系统开关，待指示灯指示正常后，打开电脑桌面“动态信号集成系统”数据采集软件，进入操作界面；5）创建一个新项目，分析类型选择频谱分析，并设置运行参数、系统参数、通道参数等；6）通道平衡，清零，开始采样，采用跑车激励，达到采样时间，停止采样；7）对采集到的数据进行分析；2.冲击系数测试实验这一部分实验，通过测试两种跑车工况下斜拉桥模型的振动特性，得到冲击系数。
工况1为正常情况下跑车激励，工况2在跨中(3号测点)放置垫块，模拟跳车实验。
下面以振动加速度的测试为例进行介绍，应变测试情况与之类似。
1）工况1正常跑车激励情况下的测点布置，仪器连接，以及数据采集部分，操作步骤均与采用车辆激励进行模态分析实验的操作流程相同。
![桥梁动载试验方法测试和分析[详细]](https://uimg.taocdn.com/8a70c72a51e79b89680226bc.webp)
桥梁结构的动力特性分析与实践案例分析引言作为建筑工程行业的教授和专家，我多年来从事建筑和装修工作，积累了丰富的经验，并在桥梁结构的动力特性方面有着深入的研究。
本文旨在分享我的经验和专业知识，着重探讨桥梁结构的动力特性分析及相关实践案例。
通过深入分析和实践案例的讨论，将为读者提供有价值的参考和指导。
一、桥梁结构的动力特性分析1. 动力特性的定义与重要性桥梁结构的动力特性指的是结构在受到外部加载（如车辆行驶、地震等）或内部反馈（如风荷载等）作用下的振动响应。
了解桥梁结构的动力特性对于评估结构的安全性、预测结构的振动响应以及设计适当的控制措施至关重要。
2. 动力特性的分析与评估方法桥梁结构的动力特性分析通常包括模态分析、频率响应分析和时程分析等方法。
模态分析用于确定桥梁的固有振动模态和频率，频率响应分析用于确定结构在受到外部激励时的振动响应，而时程分析则是模拟结构在实际使用过程中的动力响应。
3. 动力特性分析的输入参数和工具在进行桥梁结构的动力特性分析时，需要准确输入结构的几何形状、材料参数、边界条件和加载情况等参数。
同时，还需要借助一些专业的分析工具和软件，如有限元软件、动力分析软件等，来完成复杂的计算和分析工作。
二、桥梁结构动力特性实践案例分析1. 桥梁结构在地震作用下的动力特性地震是桥梁结构最常见的激励源之一，对桥梁结构的动力特性有着显著的影响。
在实践中，我们通常通过分析地震动力学响应谱、地震时程分析等方法来评估桥梁结构在地震中的动力反应。
以某高速公路桥梁为例，我们利用有限元软件进行模态分析，确定了桥梁主要的振型和固有频率，并结合地震动力学响应谱，得出了结构在不同地震等级下的地震反应。
2. 桥梁结构在风荷载下的动力特性风荷载对桥梁结构的影响同样不可忽视。
在实践中，我们可以通过风洞试验、数值模拟和频率响应分析等方法来研究桥梁在风荷载下的动力特性。
以一座大型斜拉桥为例，我们采用风洞试验和有限元模型，分析了桥梁在各种风速条件下的振动响应和结构的疲劳性能，从而为设计防风措施提供了科学依据。
桥梁损伤识别方法的研究现状作者：方孟然崔文涛高鑫来源：《城市建设理论研究》2013年第23期摘要：通过回顾大型桥梁损伤识别方法的发展历程，介绍各种桥梁损伤识别方法的大体思路，并通过实验结果的对照得出了各种桥梁损伤识别方法的优点以及不足之处，并在已有的实验条件下讨论了各种测试方法以后发展的方向，从而在现实损伤识别中可以通过现实的测试条件以及测试环境来决定具体的测试方法。
虽然桥梁损伤识别方法的研究目前还没有形成比较系统性的规范，以下几种识别方法都能较为准确的测试桥梁损伤的具体情况，在以后的桥梁损伤识别方法的发展中具有非常好的指导性意义。
关键词：桥梁损伤识别振动神经网络空间小波分析曲率模态静载试验汽车动力响应单元模态综述中图分类号： TU997 文献标识码： A 文章编号：一引言通过恰当的方法及时了解桥梁的当前状态，特别是及时发现危及桥梁安全的损伤，是桥梁安全评价的核心问题，一些传统的结构检测方法都以局部无损检测技术为主，尽管目前这种技术可以对某些缺陷进行较为精确的定位，探查，甚至定量分析。
但对于隐秘构件的损伤以及大型复杂接哦古的检测则仍是力不从心。
以下具体介绍了几种主要的桥梁损伤识别的方法，各种方法具有较强的针对性，利用不同的实验依据对桥梁进行损伤检测都能得出较为精确的实验结果，对于以后桥梁损伤识别方法研究的发展具有良好的指导性作用。
二桥梁损伤识别方法1 基于振动的桥梁损伤识别方法随着使用年限的增加，工程结构中桥梁的长期检查仍然是定期人工检查，鉴于定期人工检查的局限性，基于振动的桥梁损伤识别方法逐渐引入现代桥梁损伤识别中来。
基于振动的损伤识别方法按照所利用的特性量是否使用结构模型可以分为有模型识别方法和物模型识别方法：无模型损伤识别的方法是通过分析比较直接从振动响应的过程或者相应的傅里叶谱和其他变换得到的特征量，从而识别损伤的方法；有模型识别方法按照求解问题的方法可以分为动力指纹分析法或模式识别方法和模型修正法两类。
高速铁路桥梁的动力响应分析一、引言高速铁路系统是现代交通运输中的重要组成部分，其中桥梁作为高铁线路的重要节点，在保障列车行驶安全和稳定的同时，也面临着动力响应等方面的挑战。
本文旨在对高速铁路桥梁的动力响应进行分析，并提出相应的解决方案。
二、桥梁动力响应的影响因素1.列车荷载：高速列车的运行速度较快，带来的荷载对桥梁结构会产生动态作用，应充分考虑列车类型、惯性力和振动等因素。
2.桥梁结构特性：桥梁的自振频率、刚度和阻尼等参数是决定其动力响应的关键因素，在设计和施工中应合理选取和控制。
3.地基条件：地基的承载力和刚度对桥梁的震动传递和响应起着重要的作用，需进行地质勘察和合理设计。
4.环境因素：如风、温度、湿度等环境因素会对桥梁的动力响应产生一定影响，需要在设计中予以考虑。
三、桥梁动力响应的分析方法1.有限元分析：采用有限元方法可以对桥梁进行模态分析，求解其固有频率和振型，进而得到结构的动力响应。
2.振动台试验：通过模拟实际荷载和振动条件，在振动台上对桥梁进行试验，观察和记录其动力响应情况。
3.现场监测：在实际运行中对桥梁进行监测，采集振动数据，并结合实际载荷条件进行动力响应分析。
四、动力响应分析的结果与解决方案1.分析结果：通过上述方法得到的动力响应数据可以用于评估桥梁的安全性和稳定性，判断是否存在动力响应超限的问题。
2.解决方案：对于发现的动力响应超限问题，可采取以下措施进行解决：（1）调整桥梁的结构参数，如刚度和阻尼，以提高其自振频率，减小动力响应。
（2）增加桥梁的荷载传递路径，加强桥梁与地基的连接，提高桥梁的整体刚度和稳定性。
（3）在桥梁关键部位设置减振装置，如阻尼器、减振器等，以吸收和分散动力荷载，减小桥梁的动力响应。
五、结论高速铁路桥梁的动力响应分析是确保铁路运行安全和稳定的重要环节。
通过针对桥梁的影响因素进行分析，并采取相应的解决方案，可有效减小桥梁的动力响应，提高桥梁的安全性和稳定性。
