Lock-up装置在连续梁桥上的减震性能研究

以某客运专线上大跨连续梁桥为实际工程背景,研究了Lock-up装置对结构纵向抗震性能的影响。根据Lock-up装置在地震作用下具有反复锁止的受力特点,采用非线性时程分析方法,分析了锁止速度对结构减震性能的影响。结果表明:对于大跨连续梁桥,Lock-up装置能够充分发挥活动墩的抗震承载能力,有效地提高桥梁结构整体抗震性能。当锁止速度较小时,Lock-up装置可以采用大刚度连杆模拟,并假定其始终处于完全锁定状态。但当锁止速度较高时,应考虑Lock-up装置反复锁止的实际工作特点,否则应用上述计算方法所得的结果偏于不安全。

Lock-up装置的作用机理与分析模型

为探讨Lock-up装置的分析模型,介绍了其构造、阐述了其作用机理,给出了Lock-up装置阻尼力的力学模型并提出了相应的数值模拟方法。基于某铁路桥梁,建立全桥有限空间模型,采用文中提出的模拟方法进行了Lock-up装置的减震性能分析,通过与常用的刚性连杆或主从约束模拟方法的比较,明确了刚性连杆模拟方法的适用条件。结果表明,Lock-up装置的地震作用过程比较复杂,当Lock-up装置能够激发出极大的阻尼力时,文中的模拟方法与常用的刚性连杆或主从约束模拟方法结果非常接近,通常情况按刚性连杆或主从约束模拟方法得到的结果偏大。

粘滞阻尼器和Lock-up装置在连续梁桥抗震中应用

近年来,我国逐渐在一些桥梁结构中使用了可提高结构抗震性能的减隔震装置,如隔震支座、阻尼器(地震响应校正装置)等。对应用较广的粘滞阻尼器和Lock-up装置的工作机理进行了介绍,对其在连续梁桥抗震中的应用进行了研究,通过实际桥例探讨了两种装置对连续梁桥抗震性能改进的有效性,并对其实用的局限性也进行了分析。研究的结果可供桥梁工程设计人员和科研人员参考。

Lock-up装置对大跨连续刚构桥地震响应分析

为研究Lock-up装置对大跨连续刚构桥的地震响应,先介绍了Lock-up装置的基本情况、发展历史、构造及作用机理;接着,以某连续刚构桥为例进行不同情况下的地震响应有限元模拟,在其过渡墩处设置不同的约束,以大跨连续刚构桥墩底及桩顶弯矩和位移为参数进行比较分析。本文计算结果表明,对于大跨连续刚构桥来说,Lock-up装置可以使过渡墩与主墩很好地协同受力,降低地震对主墩的不利影响,得出在地震作用下Lock-up装置对大跨度连续刚构桥非常有效的结论。

Lock-up装置在连续梁桥中应用的优化研究

以某5跨连续梁桥为工程背景,对Lock-up装置的工作性能和机理进行了分析。采用非线性时程分析方法,对地震中Lock-up装置锁止速度和Lock-up装置的位置对桥梁减震的影响进行了分析,得到了Lock-up的最优锁止速度和该桥的最优减震方案。结果表明:对于多跨连续梁桥,Lock-up装置可以很好地提高桥梁的整体抗震性能;从经济和减震效果看并不是越多的Lock-up装置越好。

新型地震结构保护系统的大跨径桥梁抗震分析

吉林龙华松花江特大桥抗震设计方案中拟使用近年来新出现的lock up装置和液体黏滞阻尼器.建立了大跨度桥梁使用lock up装置和液体黏滞阻尼器在桥梁地震反应中的分析模型及方程,采用动态时程分析法,对龙华松花江特大桥在多点一致激励作用下的地震反应进行了分析,探讨了使用新型地震结构保护装置对大跨度连续箱梁桥地震响应的影响.

矮塔斜拉桥的减震方案对比研究

针对位于高烈度地震区的刚构连续梁体系矮塔斜拉桥的受力特点,提出了分别采用粘滞液体阻尼器、Lock-up装置及摩擦型滑动支座3种减隔震方案,并采用非线性时程反应分析方法分析了3种方案的减震效果。结果表明:3种减隔震装置对矮塔斜拉桥均有明显的减震效果,粘滞阻尼器及Lock-up装置减震效果较好,滑动摩擦支座的减震效果次之。但从结构的正常使用及结构体系的地震响应分布规律来看,粘滞液体阻尼器的减震方案最优。

三跨飞燕式异型钢管混凝土拱桥地震反应及控制

利用ANSYS有限元软件,计算并分析了某三跨飞燕式异型钢管混凝土拱桥的动力特性和一致激励与行波激励下的动力响应,并对拟安装在桥上Lock-up装置的减震效果进行了评价。研究表明,纵向和竖向联合输入下结构的动力反应明显高于纵向和竖向单独输入工况;横向地震激励时,拱肋出平面位移及内力均很大,但可以不考虑行波效应的影响;纵向和竖向地震激励下,行波输入时主拱肋面内动力响应急剧增大;Lock-up装置使得结构在纵向地震激励下由半漂浮体系转化为刚接体系,一致输入下结构内力响应减震率较低,而行波输入减震率则相对较高,其中,主拱肋轴力减震率达15%,弯矩减震率最大达35%。

综掘机人员误入报警闭锁系统设计

为了防止行人误闯入掘进机工作区域引发事故,对综掘机工作面人机闭锁系统进行设计。该系统通过对PLC进行编程,对系统进行顺序功能控制,利用无线射频识别技术(RFID)对闯入掘进机运行区域人员的身份进行精确识别。无关作业人员误入工作区后,机车停机闭锁,同时报警系统进行报警提示,要求误入人员撤离危险区域,在人员撤离危险区域后掘进工作面机车才能够重新启动运行。该系统具有良好的稳定性和整体性,能够实现人员误入系统的无人化监测和安全停机闭锁,较准确地检测出无关人员的误入行为,解决了综掘工作面人员误入引发安全事故的问题,保障了煤矿的安全生产。

连续梁桥锁定装置的减震效果对比研究

为充分利用活动墩抗震潜能,减小固定墩墩底内力响应,提高连续梁桥整体抗震性能,提出了一种以惯性力激活(Inertial Force Activation,IFA)的减震装置。该装置构造简单,维护方便。以某7跨连续梁桥为例,进行IFA装置工作原理及减震效果的研究,并与速度锁定(Lock-up)装置进行对比。研究结果表明,2种锁定装置均可起到有效利用连续梁桥整体抗震潜能的作用,IFA装置的工程环境适用性更强。两者发挥作用引起的整桥地震响应变化不仅受装置连接刚度的影响,还与地震波频谱特性有关。

高速铁路大跨长联连续梁桥减隔震方案优化研究

结合某高烈度区高速铁路大跨长联连续梁桥的特点,通过全桥引入粘滞阻尼器、Lock-up和双曲面减隔震支座3种减隔震方案,建立全桥有限元模型,从分散抗震角度出发,采用非线性时程分析法研究3种方案的减隔震效果,总结3种方案的利弊,并基于3种方案提出粘滞阻尼器+Lock-up联合使用的优化方案。结果表明:对于桥墩高矮相差较为明显的高速铁路大跨长联连续梁桥,全桥布置粘滞阻尼器减震效果较差,全桥布置Lock-up方案对较矮墩十分不利,双曲面减隔震支座减震时会产生较大的墩梁相对位移,而粘滞阻尼器+Lock-up装置联合使用的优化方案在实现高效减震的同时很好地控制墩梁相对位移。

起步工况液力变矩器闭锁滑差控制及滑摩温度

针对装备液力机械式自动变速器的车辆起步过程效率低的问题,提出起步工况液力变矩器闭锁离合器滑差控制技术,建立其滑差控制仿真模型,分析了不同油门开度时车辆起步性能.由于闭锁离合器滑摩时产生较大热量,容易使得摩擦衬片局部高温,建立考虑油槽结构的闭锁离合器三维瞬态热传导有限元模型,借助CFX软件,分析起步工况闭锁滑差控制时闭锁离合器摩擦片温度随时间的变化规律.结果表明:液力变矩器闭锁离合器起步闭锁滑差控制技术在不影响车辆动力性的前提下可有效解决车辆起步时效率低的问题;当进行闭锁离合器闭锁滑差控制时,摩擦片的最高温升为40℃,如果工作油温度较低,摩擦片温度在允许的范围内,可以进行起步滑差控制;但当工作油温度高于100℃时,摩擦片瞬态温度已高于130℃,此时不宜进行闭锁滑摩控制.

高速岩质滑坡启动弹冲加速机制及弹冲速度计算——以武隆县鸡尾山滑坡为例

高速岩质滑坡启动弹冲加速机制是开展高速岩质滑坡全过程动力学研究的基础。系统阐述了高速岩质滑坡启动弹冲加速机制，着重分析了岩质滑坡启程中的滑带释能和锁固体释能加速效应。基于岩石循环加、卸载试验，探讨了岩石弹性应变能释放规律，并将得到的规律用于确定滑带可释放弹性应变能。鉴于目前确定滑坡启动弹冲速度所存在的诸多问题，重新推导了滑坡启动弹冲速度计算公式，并对鸡尾山滑坡启动弹冲规律进行了研究。研究表明，鸡尾山滑坡启动弹冲速度为1.2611 m/s，滑体初始动能主要源于滑带弹性应变能的释放。最后通过一个滑坡概化模型计算得到了岩质滑坡启动弹冲的极限速度范围为2.6～4.4 m/s。

起步工况下液力变矩器滑差控制转速优化

搭建了基于Matlab/Simulink和AMESim的整车动力学联合仿真平台,并精确建立了液力变矩器、闭锁离合器和扭转减震器的耦合动力传递模型。以液力变矩器泵轮、涡轮的转速差为滑差控制参数,设计了闭锁离合器滑差PID控制器。以遗传算法作为闭锁离合器滑差控制转速优化算法、闭锁离合器滑差控制转速为遗传算子、扭矩波动水平w和传动效率η为评价指标构建了适应度函数,优化起步工况下不同油门开度下闭锁离合器滑差控制转速。仿真结果表明:车辆在小油门开度起步时,由于发动机工作状态不太稳定,不宜进行滑差控制;车辆在中等油门、大油门以及全油门开度下起步时,由于闭锁离合器滑差控制的介入,主动干涉发动机的工作点,使发动机工作在最佳工作状态,实现了较理想的动力传递分配比例,极大地改善了车辆在低车速区域的动力传动效率。

液力变矩器闭锁离合器的最优滑摩控制

为了研究自动变速器闭锁离合器滑摩控制问题,建立了液力变矩器闭锁离合器滑摩过程动力学模型,对滑摩过程接合压力的最优控制进行了研究,以滑摩过程冲击度为约束条件、滑摩功最小为目标建立了最优控制的目标函数,根据泛函极值条件以及滑摩开始时的初始条件和离合器闭锁时的终端约束条件得到最优控制方程组,最后以配备液力机械式自动变速器和无级变速器的长安羚羊轿车为对象进行了闭锁离合器滑摩过程的最优控制计算仿真和试验。结果表明,闭锁离合器滑摩过程采用压力最优控制,可使滑摩到完全接合的过程平稳、冲击度和滑摩功小。最优控制避免了主动侧、从动侧目标滑差率的确定,增强了控制系统的通用性。

车辆闭锁式液力变矩器闭锁过程动态性能研究

根据简化动力－传动系统为多自由度弹性－集中质量系统的原则，提出了带有闭锁式液力变矩器的车辆动力－传动系统的力学模型和数学模型．对闭锁式离合器的闭锁过程进行了动态仿真计算，得出了这一过程中闭锁式液力变矩器主、从动部分的动载扭矩和角速度随时间的变化规律，并分析了对其产生影响的因素．

速度锁定装置在津秦客运专线减震设计中的应用

速度锁定装置首次应用在津秦客运专线大跨度连续梁桥——跨京沈高速公路匝道特大桥上,为了解速度锁定装置的抗震能力,从设计参数选取和减震效果分析方面研究该装置在减震设计中的应用。速度锁定装置的最大锁定力、最大冲程、锁定位移和锁定速度分别为5 000kN、±100mm、8mm、0.25mm/s。采用有限元软件MIDAS Civil建立全桥有限元模型,分别将5条地震波输入到桥梁模型中,对比设置速度锁定装置前、后结构的地震响应,对墩顶位移、墩梁相对位移、墩底剪力、墩底弯矩及墩底竖向受力进行分析。结果表明,速度锁定装置能明显减小连续梁固定墩位移和地震力;在地震荷载下,速度锁定装置使连续梁受力重新分配,增强了结构的稳定性。目前,津秦客运专线已经通车运营,速度锁定装置工作良好。

液力变矩器锁止离合器性能及滑差控制

闭锁离合器滑差控制技术的应用,解决了燃油经济性和行驶平顺性的矛盾,大大地提高了液力自动变速器的性能。文章论述了锁止离合器结构,摩擦片摩擦材料,并对锁止离合器结合过程中扭矩传递随结合时间的变化特性进行了详尽的分析。文中还对滑差控制的工作原理做了系统的阐述,指出通过滑差控制可以使汽车的燃油经济性得到较大的改善。

强震作用下顺层岩质斜坡动力失稳机制及启动速度研究

岩质斜坡地震稳定性评价和地震滑坡启动速度计算是边坡地震失稳防治中的难点。结合5.12四川汶川地震诱发的大型高速滑坡,重点以唐家山高速滑坡为例,提出强震作用下中陡倾顺层岩质斜坡动力失稳机制为拉裂-楔劈-滑移-剪断,并着重阐述了拉裂面形成机制、"楔劈"岩块的杠杆作用和碎屑岩块的滚动摩擦效应。对应于该失稳模式,采用弹性力学理论,推导出地震作用下顺层岩体斜坡锁固段的破坏判据和突发剪断时锁固段岩体的形变能公式。考虑锁固段岩体形变能释放的优势方向,运用能量转化原理,给出了更为合理和精确的顺层岩质滑坡突发启动速度公式,进而确定滑坡启程速度。其研究结果为滑坡灾害范围和冲击损害程度提供有效定量计算方法。

桥梁用液体黏滞阻尼器的减振设计和类型选择

总结和归纳目前国内外桥梁工程中使用的不同类别的液体黏滞减振装置:锁定装置、液体黏滞阻尼器、熔断液体黏滞阻尼器、限位阻尼器和摩擦型液体阻尼器。对它们的构造、使用性能的共同及各自特性进行讨论,介绍或导出各类阻尼器的计算公式和分析模型。从我国的几个工程实例的计算分析结果来看,只要设计的合理,液体黏滞减振装置对不同结构形式的桥梁工程都能起到显著的减振作用。证明液体黏滞阻尼器在桥梁上的减振控制中的有效性。说明未经严格动力测试检验的阻尼器是不能保证满足设计和使用要求的。进而介绍阻尼器设计和使用上的一个关键——阻尼器的测试检验。详细阐述上述各类阻尼器需经过何种测试进行验证,给出测试评判的标准,供桥梁设计工作者设计时参考。