检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2024年第3期41卷 199-213页

作者：陈柯帆李源贺拴海王康卓鸿杰宋一凡长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室陕西西安710064

斜拉桥相邻拉索间局部模态频率非常接近导致结构易发生多重内共振,振动时索-索间耦合效应通过主梁传递或将影响结构动力特性而加剧拉索振动。针对此问题,该文考虑斜拉索的几何非线性,基于多点弹性支承主梁的集中质量参数体系离散方法,... 详细信息

斜拉桥相邻拉索间局部模态频率非常接近导致结构易发生多重内共振,振动时索-索间耦合效应通过主梁传递或将影响结构动力特性而加剧拉索振动。针对此问题,该文考虑斜拉索的几何非线性,基于多点弹性支承主梁的集中质量参数体系离散方法,建立了八索-变截面梁的斜拉桥面内整体动力学模型。通过有限差分法和Galerkin方法得到了动力学模型的振动方程组,采用特征值法求解其面内自由振动模态参数并对比了有限元计算结果。运用4阶~5阶Runge-Kutta方法对运动方程进行了数值仿真,结果表明:与不同阶竖向整体模态耦合产生的斜拉索振动彼此间相互独立,能量转换仅发生在共振拉索与对应结构整体模态之间。当多根拉索同时与结构某阶整体模态耦合并产生多重“1∶1”内共振时,索-梁-索耦合效应将影响拉索的动力特性。该文结构面内竖向第7阶整体模态下的索-梁-索耦合效应为激励作用,在此效应影响下,拉索的最大振幅接近单索内共振的2倍;此激励效应与拉索间距呈反相关,而与拉索质量、锚固点对应的振型幅值呈正相关。

关键词：桥梁工程内共振数值仿真模态耦合索-梁-索耦合效应

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基于广义极值分布的实测地震动概率统计模型

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上海交通大学学报 2024年

作者：冯鹏飞周敉李志烜朱国强长安大学旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室

为了建立地震动峰值加速度的概率分布模型，收集了500个台站的255365条地震动记录，建立了初步的峰值加速度统计样本。以广义极值分布作为地震动峰值加速度的概率模型；利用既定的广义极值分布模型，对常用于估算极值分布模型参数的最... 详细信息

为了建立地震动峰值加速度的概率分布模型，收集了500个台站的255365条地震动记录，建立了初步的峰值加速度统计样本。以广义极值分布作为地震动峰值加速度的概率模型；利用既定的广义极值分布模型，对常用于估算极值分布模型参数的最大似然估计法和线性矩估计法的有效性进行了分析。基于最大似然估计的渐近正态性，提出了建立广义极值分布模型时确立所需最小样本长度的方法，分析表明建立地震动峰值加速度的广义极值分布模型时数据样本长度不宜小于120。对符合样本长度要求的地震动峰值加速度数据样本进行统计分析，发现其模型参数会随着样本长度的增加而收敛于一个较小的范围，最后建立了不同类型场地的实测地震动峰值加速度的概率统计模型和地震危险性计算公式。

关键词：广义极值分布极大似然估计最小样本长度地震动概率分布地震危险性

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在役桥梁基于检测数据映射的有限元模型与抗震性能评价

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长安大学学报(自然科学版) 2025年

作者：周敉王亮刘旭奇长安大学公路学院长安大学旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室

为了解决因材料性能退化及建造误差导致设计参数与成桥状况存在偏差进而影响桥梁抗震性能评估准确性的问题，建立了在役桥梁基于检测数据映射的有限元模型。基于C#语言对大型有限元软件CSI Bridge进行二次开发，建立了数字映射模型实现... 详细信息

为了解决因材料性能退化及建造误差导致设计参数与成桥状况存在偏差进而影响桥梁抗震性能评估准确性的问题，建立了在役桥梁基于检测数据映射的有限元模型。基于C#语言对大型有限元软件CSI Bridge进行二次开发，建立了数字映射模型实现程序，该程序实现了对CSI Bridge参数的高效提取与修改的功能；基于模态频率和地震响应对某大跨径连续刚构桥的材料属性参数、几何属性参数和边界条件参数进行参数灵敏度分析，其中主梁和主墩的混凝土材料属性、主墩截面的几何属性和墩柱钢筋屈服强度参数灵敏度最高，在参数的现场检测工作中需优先考虑；根据现场检测数据，依托开发的数字映射模型实现程序对初始有限元模型相关参数进行提取和修改，完成了对初始有限元模型的修正工作，并对修正前后的有限元模型进行地震响应分析和抗震性能评价。分析结果表明：对于经过一定服役年限并遭受材料性能退化以及建造误差影响的连续刚构桥，其结构的刚度相较于设计阶段会有所下降，其抗震性能整体上低于初始有限元模型。模型修正后桥墩关键截面的地震弯矩、等效屈服弯矩和能力需求比均出现降低的情况，地震弯矩最大降低了26.7%，等效屈服弯矩最大降低了40%，主墩墩顶截面出现能力需求比低于限值的情况。研究结果可为在役桥梁抗震性能评价提供参考。

关键词：桥梁工程抗震性能评价 CSI Bridge二次开发在役桥梁有限元模型修正参数灵敏度分析

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点蚀效应下超强钢丝疲劳损伤演化及寿命预测

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铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2523-2534页

作者：王晓明张浩楠邓华张煜博彭寒笑长安大学公路学院陕西西安710065 旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室(西安) 陕西西安710064

主缆作为悬索桥不可更换的关键承重构件,其钢丝的疲劳寿命将直接影响桥梁的安全性和耐久性。由于主缆通常暴露于侵蚀环境中,往往会产生不同形式的腐蚀效应,其中点蚀是一种破坏力强且十分典型的腐蚀损伤,通常会成为疲劳裂纹萌生的初始点... 详细信息

主缆作为悬索桥不可更换的关键承重构件,其钢丝的疲劳寿命将直接影响桥梁的安全性和耐久性。由于主缆通常暴露于侵蚀环境中,往往会产生不同形式的腐蚀效应,其中点蚀是一种破坏力强且十分典型的腐蚀损伤,通常会成为疲劳裂纹萌生的初始点,从而显著降低构件的疲劳寿命。为研究点蚀效应对超高强钢丝疲劳性能的影响,采用能反映腐蚀电化学机理的元胞自动机模型模拟点蚀复杂形成过程,并基于盐雾试验标定演化参数,获得超高强钢丝的表面点蚀坑模型;在ABAQUS中开发基于连续损伤力学的UMAT子程序,实现腐蚀钢丝的疲劳损伤演化与寿命预测,揭示腐蚀程度、蚀坑形状参数对超高强钢丝的损伤演化规律和疲劳寿命的影响。结果表明:采用元胞自动机方法能够准确模拟钢丝点蚀过程,生成的模型可以很好地展现真实的蚀坑形态和特征;在蚀坑处最早出现损伤,前中期损伤速率较慢,后期发展迅速;随着疲劳荷载的加载,蚀坑处会发生应力重分布现象,蚀坑底部的应力逐渐降低,周边应力反而增加;在元胞自动机中以质量损失率表征钢丝腐蚀程度,当钢丝的质量损失率从0.1%增加到0.25%时,其疲劳寿命减少约36.8%;点蚀坑的深宽比越大,形状越尖锐,钢丝越容易发生疲劳破坏。研究结果可为腐蚀环境下超高强钢丝的疲劳寿命评估和提高桥梁的耐久性提供参考。

关键词：超高强钢丝元胞自动机腐蚀疲劳损伤演化疲劳寿命

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车致爆炸作用下装配式桥墩损伤模式及安全防护距离

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东北大学学报（自然科学版） 2023年第9期44卷 1337-1348页

作者：朱钊李源韩逸涛长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室陕西西安710064

为评价在役装配式桥墩的抗爆性能并建立其安全防护距离,结合已有现浇桥墩及装配式桥墩爆炸试验结果,进行了材料损伤本构、空气和炸药状态方程及接缝分析参数的验证.在分析参数验证的基础上,采用Autodyn冲击分析软件,进行了三种连接方式... 详细信息

为评价在役装配式桥墩的抗爆性能并建立其安全防护距离,结合已有现浇桥墩及装配式桥墩爆炸试验结果,进行了材料损伤本构、空气和炸药状态方程及接缝分析参数的验证.在分析参数验证的基础上,采用Autodyn冲击分析软件,进行了三种连接方式下装配式桥墩的车致爆炸性能分析.分析结果表明,当爆炸距离小于2 m时,三种装配式桥墩均表现出墩底区域冲剪破坏.爆炸距离大于3 m时,无粘结预应力装配式桥墩及灌浆波纹管装配式桥墩在爆炸冲击波作用下,表现出墩底接缝的有限滑移,部分装配式桥墩表现出典型的弯剪破坏模式.结合桥墩损伤分布、墩底加速度时程、钢筋应力分析结果表明:以不倒塌理念进行三种装配式桥墩抗爆防护时,其安全防护距离均为3 m.

关键词：桥梁工程装配式桥墩车致爆炸损伤模式动态响应安全防护距离

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斜拉桥面内竖向固有振动模型及特性影响的有限差分分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第7期50卷 33-43页

作者：陈柯帆李源贺拴海王康殷怡萍宋一凡长安大学公路学院陕西西安710064 旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室(长安大学) 陕西西安710064

为研究精确且方便的斜拉桥面内竖向模态频率及振型计算方法,建立了用于模拟斜拉桥面内竖向固有振动行为的主梁集中质量参数体系动力学模型.该模型考虑了拉索对主梁的竖向弹性支承作用及对主梁不同截面的水平索力投影,通过引入微梁段两... 详细信息

为研究精确且方便的斜拉桥面内竖向模态频率及振型计算方法,建立了用于模拟斜拉桥面内竖向固有振动行为的主梁集中质量参数体系动力学模型.该模型考虑了拉索对主梁的竖向弹性支承作用及对主梁不同截面的水平索力投影,通过引入微梁段两侧剪力以模拟主梁弯曲刚度、拉索间运动耦合作用.基于微梁段间的弯矩平衡和有限差分法,得到了不同体系斜拉桥面内竖向固有振动的频率方程和振型函数,编制了求解程序.通过分别代入相关研究中算例参数、某斜拉桥参数并对比模态参数理论计算结果、实测频率值,验证了本文建模方法及公式的精确度、适用性.参数分析结果表明:斜拉桥低阶面内竖向频率受主梁轴力影响较大,轴力增大后会发生低阶频率的跃迁现象;发生断索对各阶频率值的影响效应与拉索锚固处主梁质点的对应阶次振型参与系数相关.

关键词：斜拉桥固有振动动力学模型有限差分法模态分析

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非饱和黄土场地桩-土动力相互作用试验研究

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浙江大学学报（工学版） 2023年第4期57卷 824-832页

作者：周敉冯鹏飞刘平均长安大学、旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室陕西西安710064 中电建路桥集团有限公司北京100160

为了研究非饱和黄土场地桩-土动力相互作用,利用土工离心机振动台进行桩-土动力模型试验.获得桩身弯矩、桩侧土抗力、桩-土相对位移及动力p-y曲线,分析加速度幅值、桩基埋深对动力p-y曲线的影响.基于非线性文克尔地基梁模型,建立考虑远... 详细信息

为了研究非饱和黄土场地桩-土动力相互作用,利用土工离心机振动台进行桩-土动力模型试验.获得桩身弯矩、桩侧土抗力、桩-土相对位移及动力p-y曲线,分析加速度幅值、桩基埋深对动力p-y曲线的影响.基于非线性文克尔地基梁模型,建立考虑远场阻尼效应、桩-土间隙效应的非线性动力p-y单元,通过有限元分析结果和该试验记录对动力p-y单元的有效性进行验证.结果表明,随着加速度幅值的增加,桩-土体系的耗能增强,土体刚度逐渐退化;桩侧土抗力与桩-土相对位移之间存在滞后性;采用建立的动力p-y单元,能够相对真实地模拟非饱和黄土场地的桩-土动力响应.

关键词：非饱和黄土场地桩-土动力相互作用离心机振动台试验动力p-y曲线动力p-y单元

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斜拉桥塔−索−梁耦合面内整体动力学模型与1:1内共振影响性分析

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力学学报 2023年第9期55卷 2010-2026页

作者：陈柯帆李源贺拴海宋一凡徐珂瑶长安大学公路学院西安710064 长安大学旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室西安710064

为研究塔−梁模态间耦合作用对斜拉桥整体模态及1:1内共振影响,考虑由斜拉索初始垂度及横向振动大位移引起的几何非线性,建立固结体系斜拉桥塔−索−梁耦合面内整体动力学模型.其中桥塔和主梁被简化为参数质量体系,基于塔−索、索−梁及塔−... 详细信息

为研究塔−梁模态间耦合作用对斜拉桥整体模态及1:1内共振影响,考虑由斜拉索初始垂度及横向振动大位移引起的几何非线性,建立固结体系斜拉桥塔−索−梁耦合面内整体动力学模型.其中桥塔和主梁被简化为参数质量体系,基于塔−索、索−梁及塔−梁动态平衡关系推导得到斜拉桥整体模型的动力平衡方程.通过有限差分法对参数体系的微分方程进行代数转换,运用模态拖拽法和分离变量法得到结构的运动方程和模态函数,观察到局部−整体模态间、主导−非主导模态间的模态翻转现象,并采用Runge-Kutta积分方法对无阻尼的系统方程进行数值仿真,系统分析了塔−梁耦合作用对1:1内共振的影响,结果表明:在文章塔−索−梁耦合模型中,塔−梁耦合作用对结构的低阶对称及高阶整体模态没有影响作用,塔或梁的振动模态完全主导了该阶结构整体模态;塔−梁耦合作用对结构的低阶反对称整体模态具有显著影响作用,此时结构整体模态呈现为塔和梁振动模态共同参与的混合整体模态.拉索的振动模态与此两种整体模态1:1耦合都将产生剧烈内共振,各构件的模态局部化程度系数是量化内共振参与度的重要因素.在完全整体模态内共振中,非主导模态不参与结构内共振,能量转换仅发生在主导的构件模态与拉索的振动模态间;在混合整体模态内共振中,非主导模态将参与内共振能量转换并改变拉索振动响应的动力特性,其影响效应随整体模态阶次与构件参数变化而变化.

关键词：非线性动力学桥梁工程塔−索−梁模态耦合 1:1 内共振有限差分法模态局部化

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无粘结预应力组合耗能钢筋装配式桥墩抗震性能研究

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桥梁建设 2022年第6期52卷 58-65页

作者：朱钊李源贺拴海周敉长安大学公路学院陕西西安710064 旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室陕西西安710064

为了解无粘结预应力组合耗能钢筋装配式桥墩的抗震性能,制作1组该类型桥墩试件进行拟静力试验。分析试验破坏模式及滞回特性,并与现浇桥墩试件结果进行对比;采用OpenSees软件进行不同耗能钢筋配筋率时该类型桥墩的抗震性能研究,基于残... 详细信息

为了解无粘结预应力组合耗能钢筋装配式桥墩的抗震性能,制作1组该类型桥墩试件进行拟静力试验。分析试验破坏模式及滞回特性,并与现浇桥墩试件结果进行对比;采用OpenSees软件进行不同耗能钢筋配筋率时该类型桥墩的抗震性能研究,基于残余位移及平均等效阻尼比给出兼顾耗能及自复位能力的无粘结预应力组合耗能钢筋装配式桥墩配筋率比值合理区间。结果表明:在耗能钢筋配筋率相近时,无粘结预应力组合耗能钢筋装配式桥墩试件与现浇桥墩试件耗能能力相当且残余位移更小;耗能钢筋配筋率增大可有效提升桥墩的耗能能力、水平承载力、等效阻尼比及初始刚度,但将导致较大的残余位移;耗能钢筋与无粘结预应力配筋率比值为1.42~2.72时,该类型桥墩可同时实现较好的耗能能力及优异的自复位性能。

关键词：装配式桥墩无粘结预应力组合耗能钢筋滞回特性耗能能力配筋率比值抗震性能拟静力试验有限元法

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装配式桥墩UHPC湿接缝的剪切强度计算方法

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吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：周敉田兴旺朱国强马雷长安大学旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室中交第二公路工程局有限公司

预制装配式桥墩节段间采用超高性能混凝土（UHPC）湿接缝连接时，UHPC湿接缝成为桥墩剪切受力的关键部位。本文针对UHPC平湿接缝以及键齿湿接缝直剪承载力的计算方法进行了研究，结合UHPC湿接缝的构造及受力特点，提出了包括界面粘聚力... 详细信息

预制装配式桥墩节段间采用超高性能混凝土（UHPC）湿接缝连接时，UHPC湿接缝成为桥墩剪切受力的关键部位。本文针对UHPC平湿接缝以及键齿湿接缝直剪承载力的计算方法进行了研究，结合UHPC湿接缝的构造及受力特点，提出了包括界面粘聚力、摩擦力、键齿骨料粘结力及纤维贡献等关键项的UHPC湿接缝直剪强度模型。基于已有接缝试件直剪推出试验结果和有限元模拟结果，经过线性回归分析，确定界面粘结应力系数及摩擦系数，通过对键齿骨料粘结力的推导和针对纤维贡献项的探讨，给出了UHPC湿接缝的抗剪承载力计算公式。总结了9种已有的UHPC湿接缝抗剪承载力计算公式，将本文建议的直剪承载力计算模型、已有9种公式的预测承载力与试验值对比验证。结果表明：随着侧向约束应力的增加，平接缝的破坏荷载呈现非线性关系；本文公式与试验值比值的平均值为1.04，与已有的9种公式相比更接近与1，由此可见本文公式的预测精度优于已有公式；通过不同试验对UHPC湿接缝的抗剪承载力计算方法进行验证，本文提出的直剪承载力计算方法的预测值与试验值吻合较好，从而证明了计算方法的普适性，并且可为UHPC键齿湿接缝界面的直剪承载力预测提供参考。

关键词：桥梁工程超高性能混凝土湿接缝键齿直剪承载力

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