BP神经网络预测橡胶隔震支座竖向刚度

针对目前橡胶隔震支座竖向刚度理论公式不能准确计算竖向刚度的问题,建立了经试验验证的精细化ABAQUS有限元模型;在此基础上,选取常用几何尺寸(内、外径)、单层橡胶厚度、橡胶层数构造参数矩阵,基于大量有限元分析数据得出了橡胶隔震支座竖向刚度的BP神经网络预测模型;最后,基于有限元分析结果对BP神经网络模型、中国橡胶隔震支座规范和文献提出的竖向刚度计算公式进行了评估。结果表明:建立的基于内径、外径、单层橡胶厚度和橡胶层数的橡胶隔震支座竖向刚度BP神经网络预测模型精度较高;BP神经网络预测结果与试验结果的相关系数趋近于1,基于BP神经网络对橡胶隔震支座竖向刚度进行计算和预估完全可行;BP神经网络模型相对于传统拟合方法能更好解决多变量线性耦合关系。

厚层橡胶隔震支座竖向刚度计算及其影响因素分析

采用国家标准中普通薄层隔震橡胶支座的竖向刚度公式计算厚层橡胶隔震支座的竖向压缩刚度值,一般会偏大较多。通过对厚度橡胶支座进行竖向压缩静力试验研究的基础上,运用ABQUES大型通用有限元软件对影响厚层橡胶支座竖向刚度的相关参数进行了展开分析研究,探讨了各影响因素的变化规律,提出竖向刚度公式修正公式,并将此竖向刚度公式与其他竖向刚度公式进行对比。结果表明,当厚层橡胶支座第一形状系数小于7时,本文给出的厚层橡胶隔震支座的竖向压缩刚度公式可以给出相对比较准确的结果。

大中孔隔震橡胶支座竖向刚度试验研究

分别对有效直径相同的天然橡胶支座(LNR)、铅芯橡胶支座(LRB)及尚未放入铅芯的铅芯橡胶支座(简称大中孔支座)进行了竖向压缩试验。由试验结果计算得到竖向压缩刚度进行比较,分析了三种试件实测值的差异性。结果表明,在设计基准面压力作用下,大中孔天然橡胶支座的竖向刚度与支座的第一形状系数和中孔约束作用影响有关。大中孔支座的竖向刚度介于相同有效直径的铅芯橡胶支座和天然橡胶支座之间,其中内部橡胶层的初始刚度也介于两者之间。

橡胶隔振支座竖向刚度理论与试验研究

与普通橡胶隔震支座不同,橡胶隔振支座单层橡胶较厚,竖向刚度随竖向面压增加而增大.橡胶隔振支座侧向变形采用矩形模拟,推导了侧向变形计算公式,并与试验作了对比,与试验结果接近.采用经典弹性力学理论,推导了1竖向刚度计算公式,得出了竖向刚度与竖向变形关系,并对橡胶隔振进行了竖向刚度试验验证.最后对橡胶隔振支座的疲劳性能进行了试验研究,结果表明,橡胶隔振支座具有良好的疲劳性能.

道岔竖向刚度沿线路纵向分布规律的探讨

提出了固定辙叉单开道岔和可动心轨单开道岔中每股钢轨支点弹性系数的计算模型及计算方法，编制了实用计算程序，并对６０ｋｇ／ｍ轨１２号固定辙叉式提速道岔和可动心轨式提速道岔进行分析，给出了竖向刚度沿线路纵向的变化规律。

橡胶隔震支座竖向刚度简化计算法

本文提出了采用橡胶隔震支座刚度因子计算隔震支座竖向刚度的方法，在此基础上提出了适于工程应用的简化计算式。研究还进行了２种不同橡胶６种规格共１２件试验体的竖向刚度及水平刚度试验。文末给出了该计算结果与试验结果的对比，表明本文所提计算方法适合于工程使用。

某磁浮大跨斜拉桥竖向刚度限值研究

以某磁浮轨道交通(40+80+228+228+80+40)m大跨钢箱梁斜拉桥为研究对象,采用有限元软件ANSYS和多体动力学软件UM分别建立桥梁和磁浮列车模型。基于车桥耦合振动方法,针对2列磁浮列车相向行驶并在主跨跨中交会的最不利情形,进行列车以不同速度通过桥梁时不同梁高下车桥系统的动力响应及磁浮大跨桥梁的竖向刚度限值研究。结果表明:磁浮列车的竖向动力响应随车速的增大而显著增大,时速从40 km增大到140 km时,列车竖向动力响应增幅达到120%以上;车体竖向加速度和Sperling指标不是桥梁结构刚度限值的控制因素;磁浮列车的悬浮间隙对梁体刚度变化较为敏感,随着梁体刚度逐步增大,悬浮间隙的波动变小,梁体挠跨比减小约25%,悬浮间隙波动减小幅度达35%,悬浮间隙可作为中低速磁浮大跨桥梁结构刚度限值的控制指标;梁体挠跨比1/3015可作为磁浮大跨桥梁的竖向刚度限值。

叠层橡胶支座竖向刚度退化对隔震结构的影响

隔震结构在地震作用下,叠层橡胶支座竖向刚度随剪切变形增加而不断退化,对整体隔震结构产生的影响尚不明确.为此,通过ABAQUS建立不同层数、层高、柱距的隔震框架结构,支座本构采用修正的双弹簧模型结果.通过ABAQUS用户单元子程序UEL,采用FORTRAN语言编写了能够考虑支座竖向刚度退化的支座单元程序;输入实际罕遇地震波,对结构进行弹塑性动力时程分析,研究支座竖向刚度退化对结构地震响应的影响.结果表明:支座竖向刚度退化对结构柱底剪力、轴力、弯矩及梁弯矩有一定影响,地震响应放大系数结果为1.1～1.3;支座竖向刚度退化对支座剪切变形及上部结构层间位移影响较小.研究结果可为今后进行罕遇地震作用下隔震结构的计算分析提供重要依据.

铅芯橡胶支座竖向刚度试验研究

对铅芯橡胶支座的竖向刚度进行了试验研究,分析了支座竖向压应力和剪切应变对支座竖向刚度的影响。结果表明:在纯压状态下,支座的竖向压缩变形和竖向刚度均随着竖向压应力的增大近似呈线性增大。在偏压状态下,随着支座剪切应变的增大,支座的竖向压缩位移增大,并且竖向压应力越大,支座竖向压缩位移的增大幅度越大;但支座的竖向刚度随着支座剪切应变的增大近似呈线性减小,并且竖向压应力越大,支座竖向刚度减小的幅度越大。

三塔悬索桥结构竖向刚度及主缆抗滑需求

为研究不同跨径三塔悬索桥对于结构竖向刚度及主缆抗滑安全的综合需求特征,构建了主跨500~1 500 m范围内的6座三塔悬索桥计算模型,通过改变中塔纵向刚度,对加劲梁竖向挠度及主缆抗滑安全系数进行了计算分析,并探讨了将主缆抗滑安全系数限值进行折减的合理性.研究表明:跨径越大的三塔悬索桥越易满足结构竖向刚度及主缆抗滑安全的要求,有效缓解了中塔效应问题;中塔纵向刚度对结构刚度、塔顶偏位及主缆抗滑安全系数均有较大影响,但该影响随中塔纵向刚度的提高而趋于恒定;适当增大缆鞍间摩擦系数后,三塔悬索桥桥跨布置及中塔纵向刚度的合理设计区间大幅拓宽;杆系模型配合规范计算公式得出的主缆抗滑安全系数要比多尺度模型结果小21%~30%,因此建议可偏保守地对规范抗滑安全系数限值进行15%的折减,即由2.0降低至1.7.

竖向刚度不规则高层框架结构推覆分析方法

为研究侧向荷载模式和目标位移计算对不同类型竖向刚度不规则结构推覆分析结果的影响,建立竖向刚度不规则结构推覆分析方法。选择一栋12层的钢筋混凝土框架结构作为标准模型,通过对其刚度进行调整,建立4种常见的竖向刚度不规则形式的结构计算模型。采用5种固定侧向荷载模式和4种目标位移计算方法,分别对4种不同形式的竖向刚度不规则结构进行推覆分析,并与弹塑性时程分析结果进行比较分析。研究结果表明,在预测目标位移和层间位移上,侧向荷载模式和目标位移计算方法的选择对计算结果有较大影响,对不同的竖向刚度不规则结构应根据其不规则形式。给出竖向刚度不规则形式所对应的侧向荷载模式和目标位移计算方法合理选择表,其中侧向荷载模式三角分布ITR和能力谱方法(Cap S)在计算竖向刚度不规则结构层位移和层间位移计算具有较好的通用性和实用性。研究成果可为竖向刚度不规则高层建筑结构抗震性能评估提供参考。

基于运营纵坡控制的大跨铁路和公铁合建桥竖向刚度设计方法

为合理设计大跨铁路和公铁合建桥梁的竖向刚度,提出了一种基于运营纵坡控制的竖向刚度设计方法,该方法以保障列车安全通行、乘客乘坐舒适性为目标,选取最大牵引纵向坡度、最小溜逸纵向坡度、纵向坡度差、曲率半径以及车桥动力响应为控制指标,对桥梁的竖向刚度进行控制,采用该方法对某公铁合建三塔斜拉桥方案进行竖向刚度设计验证。结果表明:该方法能较好地实现大跨铁路和公铁合建桥梁的竖向刚度设计,在保障结构和行车安全的前提下能够降低工程投资、提高桥梁设计的经济性。算例验证结果显示该方法的各项计算结果均满足各控制指标要求,竖向刚度合理。该方法还可根据运营纵向坡度反推合理的成桥纵向坡度和桥面线形。

隔震层竖向刚度对高层基础隔震结构的影响

高层隔震建筑的隔震层在罕遇地震作用下会产生拉应力。本文通过对一栋20层的高层隔震结构,分别采用等拉压刚度模型和不等拉压刚度模型进行动力非线性时程分析,研究叠层橡胶隔震支座竖向刚度模型对高层基础隔震结构动力响应的影响。研究表明,超出线弹性工作范围后,竖向等拉压刚度模型将会低估隔震层的竖向位移量,低估上部结构的动力响应。

道岔竖向刚度算法探究

采用解析解法计算道岔竖向刚度可清晰的反应力在结构上的传递过程。算法中钢轨及扣件系统刚度计算采用文克尔地基梁模型,铁垫板及板下胶垫刚度计算采用有限长梁初始参数法,然后串联两者,通过迭代求得道岔竖向刚度。以12号可动心轨道岔为例,对比解析解和数值解计算结果可得,两者刚度变化规律基本相同,尖轨前端在直向过岔时,里轨由于帮轨作用刚度增加约9.7%,基本轨由于铁垫板长度增加,刚度增加约1.2kN/mm;导曲线部分,由于共用垫板钢轨的距离变大,帮轨作用下降,轨道刚度减小。但由于解析解算法的不连续性,计算结果图不平滑,有平台和突变的情况。

大跨度铁路钢桁梁斜拉桥竖向刚度评估方法研究

为评估超出铁路桥涵设计规范中规定跨度的桥梁的竖向刚度合理性,提出基于弦测法幅值与车体加速度关系和车-桥耦合振动分析的大跨度桥梁竖向刚度快速评估方法。首先基于弦测法确定控制弦长,分析设计车速下弦测法幅值与车体加速度关系,根据车体加速度限值相关规定确定弦测法幅值限值;再采用车-桥耦合振动分析得出列车通过大桥的车体响应并反算得到对应弦测法幅值,叠加各因素引起的桥面变形的弦测法幅值后与弦测法幅值限值对比,对桥梁竖向刚度进行评估。采用该评估方法对某时速200 km的(36+96+228+96+36)m大跨度铁路钢桁梁斜拉桥竖向刚度进行评估,结果表明:控制弦长为30 m时可较好反映时速200 km的铁路桥梁竖向变形与车体竖向加速度的对应关系;此条件下考虑升、降温引起的附加不平顺后,双线客车作用下弦测法幅值为7.6086 mm,满足日常保养标准;一线客车一线货车作用下,弦测法幅值为14.7426 mm,略高于计划维修标准但满足临时补修标准。

竖向地震作用下框架结构竖向刚度矩阵的计算

计算了平面率并联多质点系结构在竖向地震作用下的竖向刚度矩阵。从平面率并联多质点系结构的总刚度矩阵中，采用静力凝聚法，消去竖向力和竖向位移与其它广义力和广义位移之间的耦联关系，得出框架结构在竖向地震作用下考虑水平梁和节点转角影响的竖向刚度矩阵。

桥梁隔震支座压缩剪切变形状态的竖向刚度研究

探讨了橡胶隔震支座在压缩剪切状态下竖向刚度计算理论,对不同参数的橡胶支座在压缩剪切变形状态下的竖向刚度性能进行试验,并对不同计算式所得的偏压竖向刚度值进行比较分析。得出在全面评价橡胶隔震支座特性时,单纯压缩竖向刚度不足以全面反映橡胶隔震支座的竖向压缩性能的结论。

关于铁路既有中小跨度桥梁在160km/h列车作用下竖向刚度的分析研究

分折了我国铁路设计规范中规定的在中-活载作用下既有铁路桥梁竖向刚度的现状、及在不同桥梁跨度条件下各种荷载工况和中-活载的比例关系、结果表明中-活载能满足速度160km/h新建铁路桥梁设计要求。

时速140km城市轨道交通简支梁桥竖向刚度限值研究

轨道桥梁竖向刚度限值一般由乘坐舒适度与行车安全性控制。目前正在建设中的上海轨道交通11号线南段工程,其设计车速为140 km/h,这一车速超出现有规范覆盖范围。为此,分别采用半波正弦模型和动力耦合模型分析了地铁A型列车通过多孔简支梁桥时车、桥动力响应,分别以ISO2631舒适度标准和我国高速铁路设计规范规定的舒适度标准为主要控制指标,得到了车速140 km/h城市轨道交通简支梁桥的合理竖向刚度限值。

桩的竖向刚度计算方法

本文提出了桩的竖向刚度计算中的主要参数值和计算公式及其与实测结果对比的资料.