桥梁工程试验检测中的动态荷载模拟与分析

桥梁工程设计,施工和养护期间,对动态荷载进行仿真和分析是保证工程安全运行的关键环节。动态荷载是作用在结构上的作用力,随着时间的推移而发生变化,主要有交通荷载,风荷载和地震作用。正确模拟方法的选择是根据荷载特性,结构响应以及实际工程需要。技术方法有现场试验模拟,实验室模拟和数值模拟等。桥梁工程试验检测,其动态荷载仿真步骤包括仿真前期充分的准备工作,仿真过程关键技术应用和对结果进行详细的分析和处理。将这些技术运用于桥梁结构响应分析,疲劳寿命预测以及安全性评估等方面,对桥梁工程设计,施工以及养护等方面都有着重要的指导意义。

船舶与海洋平台撞击的荷载模拟

以某导管架结构的X斜撑在导管架安装阶段受到大吨位起重铺管船撞击后的损伤检测结果为依据,对碰撞过程进行了数值模拟,按照构件模型从简单到复杂的模拟思路得到了船舶对海洋平台结构的撞击力。建立了船舶与海洋平台碰撞系统的力学模型,对导管架平台受损构件进行了等效静力强度计算分析。为了考虑在船舶冲撞下的整体平台结构动力效应的影响,在分析时考虑了碰撞过程的水动力效应,桩-土-平台结构的相互作用,采用非线性弹簧来模拟受损构件局部凹陷损伤,在船舶以不同的速度与平台发生碰撞的情况下,模拟出平台受撞击构件的永久凹陷变形与碰撞接触时间的曲线,反演分析计算了船舶对平台结构碰撞的最大撞击力。为确定受到撞击后导管架平台结构构件和管节点的损伤程度,提出合理可行的修理加固方案提供了分析依据。

铁路隧道提速列车振动测试与荷载模拟

以京广线提速列车为工程背景,采用先进的测试仪器对京广线朱亭隧道结构的动力响应进行现场测试;并对测试数据频响特征进行分析。以此为基础,建立了列车振动荷载的分析模型,确定了列车振动荷载的数定表达式。测试试验研究成果对进一步分析列车提速之后隧道结构的稳定性提供了重要依据。

基于多元胞模型的桥梁车流合成及荷载模拟

随机车辆荷载模拟是桥梁荷载评定和性能评估的基础和关键,目前基于Monte Carlo的车流模拟较难呈现长加载跨径内车流的微观动态演化特性,而基于元胞自动机(CA)的单元胞模拟方法在加载精度方面仍需改进.单元胞模拟法中,将每个车辆用一个元胞模拟,难以体现轴重影响,限制了模拟精度的提高.在此基础上,提出了每个元胞模拟一个车轴,多个元胞模拟一辆车的多元胞自动机(MCA)模型,并利用实测车流及其荷载数据进行模型校核.研究表明:多元胞车轴模拟方法能够准确地还原车流量、车头时距、车速、车重等系列车流以及荷载参数.以1 000m虚拟加载跨径的荷载集度、支点剪力、跨中弯矩为指标,统计模拟车流和实测数据的荷载响应特性.结果显示,MCA模型的模拟结果与实际车流误差均在5%以内,相较于传统单元胞模型17%的误差,精度显著提高.

M.Shinozuka方法在风荷载模拟中的应用

通过分析现有的风荷载数值模拟方法,认为M.Shinozuka方法得到的脉动风荷载样本的统计特征值能较好的符合理论值。系统阐述了这种方法的分析过程,其中涉及到脉动风压规格化功率谱的推导以及脉动风荷载功率谱的计算。采用MATLAB可以方便有效的进行编程,其中的矩阵函数能够容易的实现Cholesky分解以及随机数的求取等。

风荷载模拟方法探讨

通过对近年来风荷载模拟方法的总结,简单论述了其发展历程,并简要介绍了谐波叠加法、线性滤波法以及小波分析在风荷载模拟中的基本原理以及其中存在的一些问题。最后展望了风荷载模拟研究的前景。

基于图像识别和神经网络的大跨度结构风荷载模拟

将图像识别技术和神经网络(ANN)系统相结合,给出了大跨度结构风荷载的模拟方法.采用递归图和特征脸识别两种图像识别技术,将风速时间数值序列转化为图像信息,然后将大量风速时间序列转换为维数较少的向量Ω,再结合多层ANN体系得到简化的神经网络模型,预测出空间各点的风速时程.最后将其应用到一大跨度结构的风荷载模拟中,结果不仅与目标值符合良好,而且可以减少神经网络的层数,大大提高运算速度和结果的可信度.

特大型设备通过翰林寺中桥的加固与荷载模拟试验

针对某电厂大型设备运输需通过翰林寺中桥,在实践过程中,根据运输方案,进行了桥梁验算,并对加固方案、超重车辆荷载模拟试验程序进行了介绍,对今后运输类似特大型设备有一定的参考价值。

大跨度桥梁风荷载模拟及程序编制

提出了一种有效而实用的风荷载模拟方法。利用工程实际中普遍采用的风速谱,采用多维自回归模型AR,并应用B IC法则确定多维自回归模型的阶数,使模型与功率谱的拟合更具相合性。用VB语言模拟了一座跨度为1000m的悬索桥的主梁随机风场,验证了该方法的有效性。

高层建筑结构的风荷载模拟及风振控制

针对高层建筑在风荷载作用下振动反应较大的问题,提出应用MR阻尼器对该结构体系进行风振控制的方法.首先在明确风荷载特征的基础上,采用Davenport风速谱并根据Shinozuka理论,应用简谐波叠加法分别模拟了脉动风速和脉动风压时程曲线,求出了该风谱的功率谱密度和相关函数,通过与实测相关曲线比较,验证了所述方法的有效性.最后建立了MR阻尼器的力学模型,选用半主动控制的准最优控制算法,提出一种改进的"开关"半主动控制策略,使MR阻尼器的出力近似等效于主动控制的最优控制力.结合某12层框架结构,利用数值分析方法对其风振反应进行了计算机模拟,结果表明此方法有效地减小了结构的动力反应,减振效果良好.

结构的脉动风荷载模拟方法探讨

文章首先介绍了风荷载的基本特性,给出了人工生成随机序列的风荷载模拟方法,并讨论了它的优缺点,提出了风荷载模拟中有待解决的问题。

斜拉立体桁架结构的风荷载模拟

斜拉立体桁架结构是一种有发展前途的大跨度杂交结构体系。对于此种空间结构而言,风荷载是结构设计中的主要荷载之一。采用WAWS法,对具有随机性的脉动风荷载进行有效的人工模拟,并将求得结果与Davenport谱相比较。分析表明该方法可应用于斜拉立体桁架结构的风荷载模拟。

基于AR模型方法的多维脉动风荷载时程的模拟

研究了脉动风荷载基于AR模型的数值模拟方法。依据脉动风荷载的功率谱密度函数,探讨了AR模型方法实现考虑空间相关性影响的水平脉动风荷载的模拟方法。算例表明,该方法计算简洁高效,模拟结果能够精确反应脉动风的频谱特性。

桅杆结构在模拟风荷载下的非线性动力分析

桅杆结构是一种具有较强几何非线性的结构，风荷载是其主要设计荷载。在对广义脉动风荷载样本模拟的基础上，采用增量形式的非线性有限元模型对桅杆的动力响应进行分析，并进行算例计算，说明提出的方法具有较好的精度。

塔式起重机风致响应数值模拟研究进展

塔式起重机风振响应数值模拟研究主要涉及两个环节,一是建立风荷载模型和结构模型,二是使用有限元方法来分析结构的动力响应特性和研究风振控制方法。因此,文章总结了塔式起重机风致响应的数值模拟研究进展,重点对风荷载模型、动力响应计算以及风振控制研究等进行了分析和研究。

基于迈达斯建模的桥梁荷载试验方案设计与实施研究

伴随着桥梁工程技术的进步,桥梁的规划和建设正逐步提升至一个更安全、更可靠且更经济高效的新阶段。迈达斯建模软件作为一款功能齐全的桥梁建模软件,为桥梁荷载测试的计划制订及执行环节提供了坚实的技术保障。本项实验探索建立以迈达斯建模技术为核心的桥梁荷载试验方案,研究其设计与执行的细节方法。本项探索工作首先对迈达斯建模软件的性能及其在桥梁检测和设计领域的应用进行了详尽的阐述,接着,基于该软件提出了桥梁荷载试验方案的设计规范,涵盖了荷载模型的挑选、荷载作用仿真与剖析等关键环节的技术要点。分析若干典型桥梁承受荷载的试验案例,证实了所提方案的实际效用和可行性。最新的研究成果显示,借助迈达斯建模技术的桥梁荷载试验方案设计,可以更准确地预见桥梁在真实荷载影响下的反应,这一进展为桥梁建设的设计、建造及后续保养环节提供了关键的技术支持。

基于风荷载数值模拟和抗风揭试验相结合的既有金属屋面抗风性能评估方法

基于计算流体力学(CFD)的风荷载数值模拟技术已较为成熟,而抗风揭试验是目前较为常用的针对金属屋面抗风性能评估的方法。鉴于既有建筑存在设计及技术资料缺失的情况,以深圳市民中心为例,提出了一种将风荷载数值模拟的结果用于既有金属屋面抗风揭试验的验证和对比,以实现对抗风性能进行有效评估的方法。经过研究分析和对比,获得了不满足承载力要求的金属屋面范围,从而为后续加固处理提供了有效的依据,验证了方法的可靠性。

箱梁支架地基模拟荷载预压新技术及应用

该文以福州市三环路二期工程福泉互通立交桥现浇箱梁钢管贝雷支架中支墩软土地基模拟荷载预压技术实践为例,介绍城市高架桥现浇箱梁的钢管贝雷支架中支墩软土地基模拟荷载预压新技术,希望能对类似工程起到一定的借鉴作用。

三峡库区赵树岭滑坡稳定性物理模拟试验研究

采用3个小比例尺二维物理模型试验,对三峡库区赵树岭滑坡在库区蓄水、水位波动、地面荷载和可能的地震荷载作用下的整体稳定性及其可能的变形、破坏机理进行了研究。采用百分表、网格线和数码相机,对模型的变形和位移进行监测和记录。采用高容重和低容重模型材料,分别模拟地下水位以上和地下水位以下滑坡岩体;根据渗透理论和相似理论,解算水位骤降时模型条件下的动水压力合力矢量,采用施加集中力的方法模拟动水压力;地表建筑荷载采用重晶石–石膏块体模拟;地震荷载采用使模型倾斜的方法模拟。试验结果表明:未来三峡水库运营期间,不论库水位处于175m或145m,还是从175m骤降至145m,建有7层建筑物的该滑坡均整体稳定;而当地震震级大于某级时,该滑坡发生整体失稳,并且库水位从175m骤降至145m时,稳定性最差,其次是145m情况下,175m库水位时稳定性最好;如果发生整体滑坡事件,其滑坡机理为牵引式。