考虑土-结构相互作用下桥梁震动的半主动控制研究

研究了考虑土-结构相互作用下桥梁结构的MRD半主动震动控制.将桥梁结构简化成14自由度模型,作动器布置在桥台和主梁之间.采用子结构方法考虑土-结构之间的相互作用.为简化计算,地基阻抗函数采用与激励频率无关的时域阻抗函数.分别用LQR和H_∞控制算法控制桥梁结构的响应.研究表明:在场地土较弱时,土-结构相互作用明显改变结构的动力特性,对桥梁结构的MRD半主动控制的控制效果有重要的影响;控制理论设计的控制器更具有鲁棒性,在剪切波速较大时,控制效果和LQR半主动控制接近;在剪切波速较小时,仍然对桥梁结构有控制效果,而LQR半主动控制的控制效果变差,甚至是增大结构的响应.

刚架系杆拱桥拱墩梁结合部结构受力分析及优化

刚架系杆拱桥拱肋与桥墩固结、与主梁分离,形成的拱墩梁结合部构造复杂,截面突变严重,加上多方向受力,应力状态极为复杂。文中以某系杆拱桥拱墩梁结合部为研究对象,建立有限元实体模型,分析该结构在恒载、恒载+活载、运营阶段等工况下的受力状态及变化规律,并据此提出结构优化建议。结果表明,拱墩梁结合部第三主应力总体水平不高,基本均在0.7^-10.4 MPa之间;结构第一主应力基本均在-4.5~7.0 MPa,剪应力基本在-3.0~4.6 MPa之间,其中应力较大位置出现在拱肋与立柱、横梁连接局部区域;建议在拉应力较大的连接部位设置圆弧倒角进行过渡,同时增加防裂钢筋。在拱肋侧面与横梁连接局部区域,应按构造要求配置箍筋、斜筋或粘贴钢板,并进行抗剪强度检算。

完全非平稳地震作用下斜拉桥随机响应分析

为研究粘滞液体阻尼器对斜拉桥随机地震响应的影响,结合虚拟激励法和等效线性化法对某大型斜拉桥进行完全非平稳地震响应分析。建立斜拉桥三维有限元模型,功率谱输入采用Conte和Peng提出的完全非平稳功率谱模型,通过对粘滞阻尼等效线性化处理并采用虚拟激励法将非平稳随机振动求解问题转化为一个确定性的逐步积分的过程,最后采用Monte-Carlo法验证虚拟激励法计算结果的正确性。结果表明:虚拟激励法可以准确地计算此类完全非平稳地震响应;通过在斜拉桥适当的部位设置粘滞液体阻尼装置,显著减小了斜拉桥的非平稳随机地震响应,可以有效改善结构的抗震性能。

旧桥桥面应急排水与收集系统设计

某旧桥跨越饮用水源头,其排水系统缺失,桥面排水直排江体可能会对水体环境产生一定的影响。针对该情况,设计了一种旧桥桥面应急排水与收集系统。该系统通过设置纵向排水管、危化品识别传感器、控制开关、应急池,可实现对桥面初期雨水、桥面暴雨和桥面危化品泄漏等多种情况分流导排。同时设置溢流管、沉沙箱和橡胶伸缩软管等装置,提高了系统的使用功能和寿命。该系统设计新颖、实用,相关成果可为类似桥梁应急排水设计提供参考。

基于曲率模态差值的简支梁损伤识别研究

由材料力学挠度曲线的微分方程和结构动力学的振型叠加公式,建立了结构刚度与曲率模态之间的关系,然后定义了结构损伤指标:曲率模态差值,最后通过数值仿真模拟了简支梁不同程度的损伤并利用损伤前后的曲率模态差值识别损伤。数值仿真结果得到结论:曲率模态差值对简支梁的损伤比较敏感,将其应用于简支梁等细、长、柔的结构损伤识别中是有效、可行的。

体外预应力节段预制拼装混凝土梁疲劳试验研究

为研究体外预应力节段预制拼装混凝土梁的抗疲劳性能,设计制作了1∶3缩尺模型,进行设计荷载下的疲劳模型试验研究。综合对比国内外多种疲劳荷载计算方法,确定试验疲劳等效荷载;在此基础上,进行了体外预应力节段预制拼装混凝土梁的抗疲劳理论分析和200万次疲劳加载试验。理论分析结果表明,节段预制拼装梁包含的混凝土和体外预应力构件抗疲劳能力具有较大余量,不控制结构的耐久性;试验结果表明,模型在200万次疲劳加载后,各部位均未发现疲劳裂纹,模型的力学特性未随循环次数的增加而发生明显改变,验证了结构设计的合理性和安全性。