粘滞阻尼器减震结构非线性随机振动的时域显式降维迭代随机模拟法

粘滞阻尼器在大型复杂结构减震设计中应用广泛。由于粘滞阻尼器的非线性阻尼力特性,粘滞阻尼器减震结构非平稳随机地震反应分析是一个典型的局部非线性随机振动问题。利用减震结构动力响应时域显式表达式的降维列式优势,仅针对与粘滞阻尼器相关的局部自由度进行非线性迭代计算,提出了局部非线性随机振动问题的时域显式降维迭代随机模拟法,为设置粘滞阻尼器的大型复杂减震结构非线性地震反应分析提供一种高效的随机振动方法。以安装了四个纵桥向粘滞阻尼器的某主跨1200m悬索桥为工程实例,开展E2水准地震激励下的非线性随机振动分析。计算结果显示,设置阻尼器后,主梁的纵桥向位移得到明显控制,降幅达到80%,大桥的关键截面内力也有5%左右的降幅。

榕江大桥主桥振动台试验研究

榕江大桥是一座柔梁矮塔斜拉桥,为研究其纵向合理抗震体系和减震措施,设计了1∶20缩尺试验模型,并开展了四台阵振动台试验。通过改变塔-梁的连接方式,建立了无约束体系和粘滞阻尼器体系的试验模型,并分别测试不同地震激励下的地震反应。试验结果表明:与无约束体系相比,粘滞阻尼器体系不能减小结构的纵向加速度反应,但能够有效减小纵向位移反应,且随着动峰值加速度的增加,位移控制的效果更明显;在具有相同动峰值加速度的不同地震波激励下,结构的地震响应存在差异,甚至相差较大,应选取与工程场地频谱特征值相符的地震波进行桥梁抗震设计。

径向基函数(RBF)神经网络在桥梁减震设计中的应用仿真

本文将人工智能理念引入桥梁结构的减震设计中,在对阻尼器参数进行参数分析的基础上,利用径向基函数(RBF)神经网络建立阻尼器参数与桥梁结构地震反应之间的映射关系,以帮助进行阻尼器参数的合理选定。同时,桥梁工程师可利用这一映射关系自行分析实际阻尼器性能参数的误差对结构地震反应的影响。本文最后通过工程实例,验证了人工神经网络算法在桥梁减震设计中应用的可能性和可靠性。

基于铁路拱桥检查车的黏滞阻尼器设计与分析

铁路拱桥的检查维修一般采用悬挂式拱桥检查车。为约束悬挂式拱桥检查车的摆动,提出了一种黏滞阻尼器。介绍了拱桥检查车用黏滞阻尼器的工作原理、布局设计、结构选型设计和动态计算分析,并通过了试验验证,结果表明黏滞阻尼器结构可靠,约束检查车摆动效果良好,满足悬挂式拱桥检查车的使用要求。

多点激励下减震桥梁结构抗震可靠度分析的哈密顿蒙特卡洛子集模拟法

减震桥梁结构在地震激励下的可靠度分析为一典型的局部非线性动力可靠度问题。随机模拟法对于求解非线性动力可靠度问题具有普遍适用性,但对于实际工程问题,其应用存在计算工作量巨大的问题。随机模拟法计算时间主要取决于所需样本数目及单次样本计算效率。为提高减震桥梁结构抗震可靠度计算效率,基于精细时程积分法、Newton迭代法建立了多点激励下减震桥梁的运动方程及相应的时域显式降维迭代解格式,提高了单次样本的计算效率;引入基于哈密顿蒙特卡洛算法的子集模拟法,减少了所需样本个数。数值算例表明:与传统随机模拟法相比,所建立的方法可有效地提高减震桥梁结构非线性动力可靠度计算效率。

潮白河大桥的结构体系与消能减震分析

京承高速公路潮白河大桥主桥为三塔部分斜拉桥,为了消除环境温度变化和混凝土收缩徐变的不利影响,采用中塔处塔梁墩固接、边塔和边墩处墩梁间纵向滑动的结构体系。该文讨论了潮白河大桥主桥的抗震性能,讨论了按照《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)进行抗震设计的不足;根据结构体系的特点,提出在边塔墩与主梁之间设置流体粘滞阻尼器消能减震的方案,并通过分析确定了阻尼器的参数和布置。计算结果表明,流体粘滞阻尼器可以有效减小潮白河大桥的地震反应,提高结构的抗震能力和地震安全性。

地震和列车制动力作用下铁路斜拉桥振动控制研究

为解决半飘浮体系铁路斜拉桥在地震和列车制动力作用下的振动问题,保障行车稳定和结构安全。从分开控制角度出发,利用非线性时程分析方法,研究一种新的组合控制体系对斜拉桥纵向振动响应的控制效果。结果表明:对于列车制动力引起的小速度纵向振动,锁定装置比黏滞阻尼器更加敏感,控制效果更好;通过设置合理参数阻尼器可有效减小铁路斜拉桥在地震下的纵向位移和塔底弯矩,减震率均在56%以上。基于黏滞阻尼器与泄压阀锁定装置自身独特性能的组合体系,在一定程度上既能弥补单一方案的不足,又能同时满足大跨度铁路斜拉桥控制列车制动力和地震响应需要。

某三跨斜拉桥纵向设置液体黏滞阻尼器阻尼系数优化

以某跨海大桥为例,采用有限元软件MIDAS建立三维空间有限元模型,考虑桩-土效应,研究在地震荷载作用下,阻尼器的阻尼比与阻尼指数之间的关系。根据能量等效原理,推导出非线性阻尼器最优阻尼系数,提出一种阻尼器参数优化的新方法。研究发现:当桥梁设置线性黏滞阻尼器时,体系的最优阻尼比近似等于0.5,与不设置黏滞阻尼器且阻尼比为0.05时的耗能能力近似相等;当阻尼器为非线性时,随着阻尼指数的增大,最优阻尼系数逐渐减小,结构位移逐渐增大;非线性阻尼器的减震效果优于线性阻尼器。这种阻尼器参数优化的新方法不仅可以大大减少计算时间,而且可以直接得到最优阻尼系数和最优阻尼比。

桥梁大阻尼双曲面球型减隔震支座设计研究

以满足高烈度地震区大跨度连续梁桥抗震设计为目的,综合考虑桥梁支座地震位移、减隔震效果和支座抬高量等因素,设计将三摩擦副双曲面球型减隔震支座与黏滞阻尼器组合,形成大阻尼双曲面球型减隔震支座,以期达到两种产品结构集成和功能集成的效果。通过建立有限元计算模型,对双曲面球型减隔震支座和大阻尼双曲面球型减隔震支座的使用情况进行对比分析,并进行大阻尼双曲面球型减隔震支座试验,结果均表明大阻尼双曲面球型减隔震支座具有更好的减震性能。

徐盐新洋港斜拉桥地震响应及减震分析

通过对不同体系抗震设计经济成本、不同减震措施的减震率、粘滞阻尼器参数等方面进行研究分析,确定徐盐高速铁路新洋港大桥合理、经济的抗震设计方案,为今后类似斜拉桥的抗震设计提供参考。研究结果表明:结合桥址地质条件,支承体系抗震设计相关成本为半漂浮体系的1.3倍左右;粘滞阻尼器对塔底弯矩及梁端位移的减震率均在40%以上,而摩擦摆支座减震率仅在10%左右;对粘滞阻尼器进行了参数分析,塔底弯矩-阻尼系数曲线存在拐点,塔底弯矩先减小后增大;梁端纵向位移与阻尼系数呈负相关关系,与阻尼指数呈正相关关系。综合生产条件及经济成本考虑,建议粘滞阻尼器参数选为C=4000 kN·(m·s-1)α,阻尼指数α=0.2。

大跨高墩刚构与低墩连续组合桥梁纵向抗震结构体系分析

为研究横跨U形深峡谷地带桥梁纵向抗震结构体系,以高烈度区的某150m高墩连续梁桥结构体系为背景,建立了三维空间有限元模型,研究了不同类型墩梁约束结构体系的抗震性能,确定了高墩刚构+低墩连续组合桥梁结构。以桥梁关键截面内力响应和梁端位移为比选阻尼器参数评价指标,确定了梁端黏滞阻尼器参数,研究了高墩大跨度连续刚构桥梁端设置纵向阻尼器的减震效果。研究结果表明,在横U形深峡谷地带修建连续梁桥,适宜选用高墩刚构与低墩连续组合桥结构体系,且在桥梁端设置黏滞阻尼器,墩底纵向弯矩、梁端位移、墩梁相对位移等得到了有效地控制,确保了高烈度区高墩大跨度连续梁桥的抗震安全性。