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考虑桩岩界面体积剪缩的灌注桩竖向荷载传递解析解
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作者 杨凯旋 赵衡 +2 位作者 赵明华 加武荣 华旭刚 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第6期1229-1238,共10页
当钻孔灌注桩深入软岩地层时,其竖向荷载传递行为与桩岩界面的粗糙度具有高度相关性,具体表现为孔壁与桩身的接触面在荷载作用下错动而剪胀并引起侧向约束(法向应力)的增加。现有基于Patton模型及其广义模型的桩岩界面建模方法可较好地... 当钻孔灌注桩深入软岩地层时,其竖向荷载传递行为与桩岩界面的粗糙度具有高度相关性,具体表现为孔壁与桩身的接触面在荷载作用下错动而剪胀并引起侧向约束(法向应力)的增加。现有基于Patton模型及其广义模型的桩岩界面建模方法可较好地模拟峰前剪胀过程中法向应力的增长过程;但其忽略了一个重要事实:当剪胀达到一定程度时,孔壁粗糙体将由于局部应力增加而破坏,此时由于剪胀过程所积蓄的系统内能将随粗糙体的断裂或破坏被迅速释放,在宏观上表现为桩岩界面的体积剪缩并引起法向应力的减小。为此,综合已有室内试验的观测结果并基于单边受压楔体的上限解,确定出三角形粗糙体破坏时将分离出一个新的三角形岩屑并沿着本文定义的剪缩角斜向滑动。在考虑粗糙体几何特征和运动学原理的基础上,利用能量准则求解了剪缩角以及峰后剪缩过程中的滑动摩擦力。随后,修正了已有的界面剪切模型并利用室内直剪试验的结果验证了桩岩界面剪切全过程的应力-位移预测曲线,并据此得到基桩竖向荷载传递解析解。参数分析表明半波长、剪胀角和岩石内摩擦角是影响剪缩角和单位侧阻力发挥的主要因素。 展开更多
关键词 基础工程 桩岩界面 竖向荷载传递 粗糙度 剪缩角
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大跨斜拉桥抖振响应简化分析方法及试验验证
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作者 甘泽鹏 邓佳逸 +5 位作者 吴庆 张吉仁 曹楠奎 封周权 华旭刚 牛华伟 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1165-1176,共12页
大跨斜拉桥的抖振分析是桥梁抗风设计的重要内容,通常采用风洞试验和有限元分析进行。然而,使用有限元进行分析的过程中需要定义气动刚度和气动阻尼矩阵,其计算时间会随着结构单元数的增加而急剧增长。为提高结构抖振响应有限元分析的... 大跨斜拉桥的抖振分析是桥梁抗风设计的重要内容,通常采用风洞试验和有限元分析进行。然而,使用有限元进行分析的过程中需要定义气动刚度和气动阻尼矩阵,其计算时间会随着结构单元数的增加而急剧增长。为提高结构抖振响应有限元分析的计算效率,提出一种抖振响应有限元分析的简化方法,并通过数值模拟仿真和全桥气弹风洞试验验证该方法的有效性。首先,采用抖振响应分析的简化模型,在有限元分析中忽略气动刚度,而气动阻尼则通过附加模态阻尼比进行考虑,并通过模态叠加法进行动力响应计算,从而降低计算复杂性。然后,利用数值模拟仿真和全桥气弹风洞试验对所提方法进行对比验证。研究结果显示,在设计基准风速32.3m/s和0°攻角条件下,成桥状态主梁在跨中和四分点的竖向抖振位移响应均方根值分别为风洞试验测得的39.6mm和21.1mm;而采用本文方法进行数值模拟仿真得到的结果为40.7mm和21.6mm,对应的相对误差分别为2.78%和2.37%。对比结果表明,数值模拟仿真所得的抖振响应与风洞试验结果基本吻合,证明了所提方法的有效性和可靠性。因此,在大跨度斜拉桥抖振响应分析中,可以采用简化的有限元分析方法,忽略气动刚度矩阵,通过附加模态阻尼比考虑气动阻尼,以提高计算效率。这种分析方法大大地简化了分析复杂度,适用于工程实际需求。 展开更多
关键词 抖振响应 有限元分析 气动阻尼 模态阻尼比 计算效率
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公轨并行桥梁横风作用下桥面列车和车桥系统气动特性研究
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作者 邓佳逸 陈诗璇 +3 位作者 吴庆 漆勇 封周权 华旭刚 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第4期102-109,118,共9页
为探究大跨公轨并行桥梁在横向风力作用下桥面列车和车桥系统的气动特性,以某座大跨公轨并行斜拉桥为例,采用节段模型风洞试验方法,分别进行桥面列车的风压测试和车桥系统的静力三分力试验。此外,还应用计算流体动力学(CFD)数值模拟技术... 为探究大跨公轨并行桥梁在横向风力作用下桥面列车和车桥系统的气动特性,以某座大跨公轨并行斜拉桥为例,采用节段模型风洞试验方法,分别进行桥面列车的风压测试和车桥系统的静力三分力试验。此外,还应用计算流体动力学(CFD)数值模拟技术,分析车桥系统的流场分布情况。列车测压和CFD模拟结果表明,在均匀来流条件下,单列列车或双列列车前车的迎风面为正压区,而顶面和背风侧表面则形成负压区,双列列车的后车全表面均为负压。CFD模拟流场显示,在主梁风向下游出现交替脱落的旋涡现象。通过列车测压结果计算列车三分力系数,发现在横向风力作用下,迎风侧列车产生的阻力和升力系数相对较高,而力矩系数较低。随着风攻角由负到正的变化,阻力和升力系数逐渐减小。对于双列列车情况,后车对前车的影响较小,而前车对后车产生明显的遮挡效应,导致后车产生负向气动力。当列车远离主梁迎风侧时,列车的阻力系数和升力系数逐渐降低,从而提高列车的行车安全性,但同时整体车-桥系统的阻力系数和升力系数反而增大,对主梁的抗风性能不利。基于研究结果,建议在公轨并行桥梁设计中,将列车轨道布置在靠近主梁中线位置,以维护行车稳定性并兼顾主梁抗风安全。这项研究提供了明确的气动性能数据,有助于更好地理解公轨并行桥梁在横向风力作用下的行为,并为其设计和改进提供参考和依据。 展开更多
关键词 公轨并行桥 车桥系统 风洞试验 气动特性 三分力系数
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开口断面钢-混结合梁悬索桥颤振特性及颤振形态研究 被引量:5
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作者 华旭刚 陈鲁深 +2 位作者 李瑜 王甜 陈政清 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期23-30,共8页
为准确评估开口断面双边箱钢-混结合梁悬索桥颤振性能和多模态参与效应,以典型的钢-混结合梁悬索桥——怀化洞庭溪沅水特大桥为背景,开展风洞模型试验及数值分析。制作加劲梁节段缩尺模型并进行风洞试验,测试原桥梁结构的颤振性能,分析... 为准确评估开口断面双边箱钢-混结合梁悬索桥颤振性能和多模态参与效应,以典型的钢-混结合梁悬索桥——怀化洞庭溪沅水特大桥为背景,开展风洞模型试验及数值分析。制作加劲梁节段缩尺模型并进行风洞试验,测试原桥梁结构的颤振性能,分析调整阻尼比、采用气动措施及结构措施对结构颤振特性的影响,采用三维和二维两种颤振分析方法分析设置中央扣结构的颤振模态及多模态参与效应。结果表明:该钢-混结合梁悬索桥存在较明显的颤振起振点,且颤振是以扭转为主的弯扭耦合振动,同时其扭转和竖向振动存在较大的相位差(相差近180°);节段模型风洞试验与三维和二维颤振分析一致得到设置中央扣后,频率较高的正对称扭转模态先于反对称模态发生颤振,且三维与二维颤振分析结果相差不大。 展开更多
关键词 悬索桥 钢-混结合梁 开口断面 中央扣 颤振性能 颤振形态 风洞试验 数值分析
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基于贝叶斯优化支持向量回归的流线型箱梁颤振气动外形优化方法 被引量:5
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作者 封周权 邓佳逸 +1 位作者 华旭刚 陈政清 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期275-284,共10页
为解决风洞试验耗时费力和计算流体动力学(CFD)计算量大的问题,提出了一套新型流线型箱梁断面颤振性能气动外形优化方法.以风嘴参数为设计变量,利用CFD获取断面三分力系数,以准定常理论估算的颤振临界风速为优化目标.根据贝叶斯优化支... 为解决风洞试验耗时费力和计算流体动力学(CFD)计算量大的问题,提出了一套新型流线型箱梁断面颤振性能气动外形优化方法.以风嘴参数为设计变量,利用CFD获取断面三分力系数,以准定常理论估算的颤振临界风速为优化目标.根据贝叶斯优化支持向量回归构建代理模型,利用混合加点法更新模型,通过寻优算法确定最优断面.以虎门大桥为例,得到桥梁在可行域内颤振性能最佳的断面方案.结果表明,风嘴升高,颤振临界风速先增后减,相对高度为0.6时整体性能较优,相对高度为0.7时可获得最优断面.底板宽增加,颤振性能显著降低,下斜腹板倾角为14°~16°时颤振性能最优.断面优化后桥梁颤振临界风速相比原始断面提升约31%. 展开更多
关键词 流线型箱梁 气动优化 颤振性能 支持向量回归 贝叶斯优化 准定常理论
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列车作用下大跨径悬索桥纵向运动响应分析方法对比研究 被引量:3
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作者 封周权 井昊坤 +2 位作者 陈政清 华旭刚 万田保 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期69-80,共12页
随着我国铁路事业的发展,近年来设计和建造了一些大跨径铁路悬索桥。悬索桥属于典型的柔性结构,加之列车荷载大、运行速度快,列车过桥时加劲梁纵向运动问题突出。准确地计算出列车过桥时梁端纵向运动响应是进行悬索桥结构设计和梁端位... 随着我国铁路事业的发展,近年来设计和建造了一些大跨径铁路悬索桥。悬索桥属于典型的柔性结构,加之列车荷载大、运行速度快,列车过桥时加劲梁纵向运动问题突出。准确地计算出列车过桥时梁端纵向运动响应是进行悬索桥结构设计和梁端位移控制的前提。该文通过有限元仿真,采用4种不同的分析方法,对运行列车作用下大跨径铁路悬索桥纵向运动响应特征进行对比研究。首先,分别介绍移动静载法、移动荷载法、移动质量法、车-桥动力相互作用法的计算理论及其有限元实现方法;随后,以某主跨1060m铁路悬索桥为例,分别采用4种方法进行纵向运动响应计算;最后,对4种分析方法的计算结果进行对比分析。结果表明:大跨径铁路悬索桥纵向运动分析应考虑动力效应;通过移动荷载法、移动质量法及车-桥动力相互作用法分析得到的纵向运动响应接近;采用移动荷载法进行大跨径铁路悬索桥纵向运动响应分析可以简化计算且满足计算精度要求。 展开更多
关键词 铁路悬索桥 纵向运动 移动静载 移动荷载 移动质量
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槽形钢箱梁涡振性能及抑振措施试验研究 被引量:3
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作者 封周权 戴金元 +1 位作者 陈诗璇 华旭刚 《世界桥梁》 北大核心 2024年第3期83-89,共7页
为提高槽形钢箱梁桥的抗风性能,对槽形钢箱梁的涡振性能及抑振措施进行试验研究。以某人行景观桥槽形钢箱梁为背景,通过主梁节段模型风洞试验,研究+3°、0°、-3°风攻角下均匀流与紊流风场中槽形钢箱梁的涡振性能,分析交... 为提高槽形钢箱梁桥的抗风性能,对槽形钢箱梁的涡振性能及抑振措施进行试验研究。以某人行景观桥槽形钢箱梁为背景,通过主梁节段模型风洞试验,研究+3°、0°、-3°风攻角下均匀流与紊流风场中槽形钢箱梁的涡振性能,分析交替封闭栏杆、将栏杆楔形扶手改为圆形扶手、提高阻尼比等措施的抑振效果。结果表明:原槽形钢箱梁断面涡振性能不满足规范要求,均匀流风场中,3个风攻角下均出现了超限的竖弯涡振,+3°和-3°风攻角下出现了不同程度的扭转涡振,最不利风攻角为-3°;紊流风场中,最不利风攻角下原断面竖弯涡振振幅降低了23%,未见明显扭转涡振;楔形扶手栏杆交替封闭使结构竖弯涡振振幅增大,主梁涡振性能降低;单独改变栏杆扶手形状为圆形对主梁涡振性能影响不大,在此基础上交替封闭栏杆能够有效抑制主梁涡振;提高结构阻尼比能有效抑制主梁涡振,阻尼比为7‰时,主梁竖弯涡振振幅可降至规范限值的一半左右。 展开更多
关键词 人行桥 槽形钢箱梁 风致振动 涡振性能 抑振措施 扶手形状 阻尼比 风洞试验
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基于同频弯扭耦合强迫振动的桥梁断面颤振导数识别方法改进 被引量:2
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作者 唐煜 杨源远 华旭刚 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1656-1666,共11页
为拓展强迫振动法在桥梁断面颤振导数识别领域中的应用能力,采取让断面做2次同频异相的弯扭耦合简谐运动模式,理论推导出任意非零相位差条件下的桥梁断面颤振导数识别公式。以理想平板的Theodorsen解为气动力数据源,对该方法的识别能力... 为拓展强迫振动法在桥梁断面颤振导数识别领域中的应用能力,采取让断面做2次同频异相的弯扭耦合简谐运动模式,理论推导出任意非零相位差条件下的桥梁断面颤振导数识别公式。以理想平板的Theodorsen解为气动力数据源,对该方法的识别能力进行数值验证,并在此基础上研究弯扭耦合运动相位差、高斯白噪声、整数倍频有色噪声对平板颤振导数识别结果的影响规律。基于Fluent软件,将该方法与计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术结合,识别得到丹麦大带东桥主梁断面的颤振导数。研究结果表明:当平板气动力不包含噪声时,在任意非零相位差取值条件下,按照该方法识别所得颤振导数结果与理论值完全吻合;当平板气动力含有高斯白噪声时,在考察的3个低水平噪声条件下(5%、10%、15%),颤振导数识别误差与高斯白噪声比例水平、折算风速均成正相关,但不同颤振导数对高斯白噪声敏感程度各异;当平板气动力包含整数倍频有色噪声时,3倍频、4倍频噪声对颤振导数的识别精度影响显著,其他低倍频噪声和超高倍频噪声的影响较小,在8个颤振导数的识别结果中,H_(2)^(*)、H_(4)^(*)、A_(2)^(*)、A_(4)^(*)对倍频有色噪声更敏感。应用该方法结合CFD数值模拟识别得到的大带东桥主梁颤振导数与既有文献结果吻合良好,经计算得到的颤振临界风速也较为接近。研究结果可满足同类桥梁颤振设计的工程计算需求。 展开更多
关键词 桥梁工程 颤振导数识别 强迫振动 弯扭耦合 计算流体动力学
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翼板角部处理方柱全风向角风致振动性能风洞试验研究
9
作者 温青 郭建炜 +3 位作者 龙航 翟晓亮 华旭刚 孙洪鑫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期287-292,共6页
方形结构和构件在工程结构中应用广泛,其风致振动问题随着高度和跨度的增加而更加突出,角部处理是方形截面结构工程中常用的一种气动措施。为了研究翼板角部处理对方柱全风向角风致振动性能的影响,开展了标准方柱和翼板角部处理方柱的... 方形结构和构件在工程结构中应用广泛,其风致振动问题随着高度和跨度的增加而更加突出,角部处理是方形截面结构工程中常用的一种气动措施。为了研究翼板角部处理对方柱全风向角风致振动性能的影响,开展了标准方柱和翼板角部处理方柱的全风向角节段模型风洞试验,分析了标准方柱和带翼方柱全风向角涡激振动和驰振性能。结果表明:(1)翼板角部处理减小了方柱发生涡激振动的风向角范围,但是,最大涡激振动振幅和风速锁定区间明显大于标准方柱,翼板并未改善方柱的涡激振动性能,反而不利于方柱的涡激振动;(2)翼板角部处理没有提高方柱的驰振临界风速,但减小了发生驰振的风向角工况,整体而言,翼板角部处理并没有改善方柱的驰振性能;(3)在全风向角范围内,带翼方柱观测到涡激振动、驰振耦合状态振动和非耦合状态振动,表明风向角是改变柱体驰振类型的一个重要因素。 展开更多
关键词 标准方柱 带翼方柱 驰振 涡激振动 全风向角
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曲线钢桁桥人致振动舒适性评价现场试验研究
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作者 温青 何泳霖 +3 位作者 周越 曹张 华旭刚 孙洪鑫 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第6期236-241,共6页
大跨曲线钢桁梁人行桥竖向、横向和扭转振型耦合强,人致振动舒适度评价和减振控制难度大。以湖南省长沙市浏阳河一主跨为120 m的曲线双层桥面三跨连续钢桁梁桥—汉桥为工程背景,通过理论分析和人群激励现场动力试验,识别桥梁固有模态参... 大跨曲线钢桁梁人行桥竖向、横向和扭转振型耦合强,人致振动舒适度评价和减振控制难度大。以湖南省长沙市浏阳河一主跨为120 m的曲线双层桥面三跨连续钢桁梁桥—汉桥为工程背景,通过理论分析和人群激励现场动力试验,识别桥梁固有模态参数,评价人致振动舒适性,优化设计调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)并评价TMD的减振效果。研究表明:因桥梁第一阶竖弯模态和第一阶扭转模态的阻尼比仅为0.23%和0.3%,人致振动加速度不满足舒适性要求;采用竖向TMD进行竖弯模态和扭转模态的减振控制,减振后的桥梁满足舒适性要求。 展开更多
关键词 振动与波 钢桁架梁桥 人致振动 现场实测 舒适性评价 人行桥
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大跨度钢箱梁铁路悬索桥车桥系统气动特性风洞试验研究 被引量:1
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作者 戴金元 封周权 +2 位作者 万田保 王东绪 华旭刚 《铁道建筑》 北大核心 2024年第8期78-83,共6页
为研究大跨度钢箱梁铁路悬索桥车桥系统气动特性,利用水平和竖向两套三分力测试装置,对一座大跨度钢箱梁铁路悬索桥进行节段模型测力风洞试验。研究不同风攻角下桥面无车、不同位置有单列车、双车共存时车辆和桥梁的气动特性及其相互影... 为研究大跨度钢箱梁铁路悬索桥车桥系统气动特性,利用水平和竖向两套三分力测试装置,对一座大跨度钢箱梁铁路悬索桥进行节段模型测力风洞试验。研究不同风攻角下桥面无车、不同位置有单列车、双车共存时车辆和桥梁的气动特性及其相互影响,得到不同车桥组合下车辆与桥梁的气动力。试验结果表明,车桥间的气动干扰较为明显,列车会增大主梁的阻力系数,改变桥梁升力系数的变化趋势,且单列列车位于背风侧时主梁的气动性能最差,最大阻力系数增加了191%。同时,两辆列车之间存在一定的气流干扰,背风侧列车受迎风侧列车影响较大,其横向力系数显著下降,但竖向力系数和扭矩系数所受影响不大。 展开更多
关键词 铁路桥梁 气动特性 试验研究 车桥系统 钢箱梁悬索桥 节段模型
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弯扭耦合长柔叶片颤振速度分析 被引量:2
12
作者 罗涛 巫发明 +2 位作者 黄剑锋 钟杰 华旭刚 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期90-94,共5页
针对弯扭耦合叶片的颤振速度进行研究,提出基于FAST_v8结合非线性几何精确梁理论评估叶片颤振速度的分析方法,基于典型截面失稳机理验证该分析方法的准确性。以某80.74 m叶片为研究对象,分析空气密度、叶片重心弦向位置、扭转频率、挥... 针对弯扭耦合叶片的颤振速度进行研究,提出基于FAST_v8结合非线性几何精确梁理论评估叶片颤振速度的分析方法,基于典型截面失稳机理验证该分析方法的准确性。以某80.74 m叶片为研究对象,分析空气密度、叶片重心弦向位置、扭转频率、挥舞频率等参数变化对颤振速度的影响。结果表明,该80.47 m叶片颤振速度随空气密度增大而减小;质心前移可有效抑制经典颤振;提高扭转频率可提升叶片的稳定性;挥舞频率位于0.2~0.4 Hz之间时较合适。 展开更多
关键词 风电机组 颤振速度 经典颤振 弯扭耦合 叶片
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基于稳态简谐激励的风力机模态参数识别研究
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作者 王朝伟 陈超 +3 位作者 杨计刚 杨永焱 刘现鹏 华旭刚 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期331-341,共11页
该文提出基于稳态简谐激励识别固定式风力机模态参数的方法,并可考虑其迎风向和侧风向的气动阻尼耦合。该研究建立考虑惯性激振器单元的有限元模型,分析激振器质量、激振频率范围、间隔、激振力幅值以及湍流风对识别结果的影响,并选择... 该文提出基于稳态简谐激励识别固定式风力机模态参数的方法,并可考虑其迎风向和侧风向的气动阻尼耦合。该研究建立考虑惯性激振器单元的有限元模型,分析激振器质量、激振频率范围、间隔、激振力幅值以及湍流风对识别结果的影响,并选择不同激振频率以及激振器运动质量块重量对激振器的行程进行分析;此外还通过全耦合OpenFAST数值模型将采用稳态简谐激励方法、随机子空间法以及自由衰减识别方法的模态参数识别结果进行比较,结果表明:利用惯性激振器对风力机停机、运行状态进行稳态简谐激励识别其模态参数是完全可行的,并且识别结果相对环境激励法等常用方法更加可靠。 展开更多
关键词 风力机 模态分析 频率响应 系统识别 阻尼矩阵
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基于气动措施和滑轮式TMD的人行景观桥涡振混合控制研究
14
作者 陈智 封周权 +2 位作者 陈谨林 孙秀贵 华旭刚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期140-148,共9页
为了解决传统式调谐质量阻尼器(tuned mass damper, TMD)在控制低频桥梁结构中弹簧静伸长过长的问题,介绍了滑轮式TMD及其用于结构振动控制时的特点,指出滑轮式TMD可以有效减小弹簧静伸长量。以一座人行景观桥为例,研究了采用气动措施... 为了解决传统式调谐质量阻尼器(tuned mass damper, TMD)在控制低频桥梁结构中弹簧静伸长过长的问题,介绍了滑轮式TMD及其用于结构振动控制时的特点,指出滑轮式TMD可以有效减小弹簧静伸长量。以一座人行景观桥为例,研究了采用气动措施和滑轮式TMD对该桥的涡振控制效果。风洞试验结果显示,在最优气动措施下,主梁的涡振振幅减少了一半以上,但仍未达到行人舒适性要求。基于Scanlan线性涡激力模型进行滑轮式TMD的优化设计,在气动措施的基础上进一步辅以滑轮式TMD进行涡振控制。分析结果表明,气动措施结合滑轮式TMD进行涡振控制能够满足行人舒适性要求,并确保滑轮式TMD质量块的工作行程不超过限值。通过同时采用气动措施和滑轮式TMD,可以满足主梁涡振限值、TMD弹簧静伸长量和工作行程等多重要求,从而有效控制主梁的涡振现象。本文提出的混合控制方案为类似工程中的涡振控制提供了有益参考,可为工程实践提供指导。 展开更多
关键词 调谐质量阻尼器(TMD) 涡振控制 气动措施 滑轮式TMD 行人舒适性
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基于稳态激励共振试验的人行桥全模态参数识别
15
作者 温青 周越 +2 位作者 宁平华 王晟 华旭刚 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1168-1174,共7页
识别包括模态质量在内的结构真实全模态参数是人行桥人致振动舒适度评价和减振设计的关键工作。提出一种基于稳态激励共振动力试验的人行桥全模态参数识别方法,该方法首先利用稳态激励共振动力试验,得到稳态激振下较大振幅的稳态振动;... 识别包括模态质量在内的结构真实全模态参数是人行桥人致振动舒适度评价和减振设计的关键工作。提出一种基于稳态激励共振动力试验的人行桥全模态参数识别方法,该方法首先利用稳态激励共振动力试验,得到稳态激振下较大振幅的稳态振动;然后停止激励,从结构自由振动响应中识别结构频率、阻尼比和振型;最后利用稳态振幅以及识别的频率、阻尼比和振型,识别结构的模态质量。该方法仅需要一次激振试验就可以实现包括模态质量在内的人行桥全模态参数识别。通过仿真分析,研究了该方法的可行性以及激振频率偏离对模态参数识别的影响。采用该方法识别了一座大跨人行曲线斜拉桥1阶侧弯模态的全模态参数。研究结果表明,该方法能较可靠识别结构特定模态的频率、阻尼比和模态质量。 展开更多
关键词 人行桥 动力试验 参数识别 模态质量
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基于连续跳车激振的大跨度桥梁阻尼识别研究 被引量:11
16
作者 华旭刚 周洋 +3 位作者 杨坤 温青 陈政清 李瑜 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1664-1673,共10页
提出一种基于连续跳车激振的大跨度桥梁阻尼识别的强迫振动法。该方法利用"共振"原理,让车辆以合适速度连续驶越障碍物使主梁经受与桥梁某阶频率相同的周期性脉冲荷载,使桥梁产生较大振幅的振动,从而增强测试信号的信噪比。... 提出一种基于连续跳车激振的大跨度桥梁阻尼识别的强迫振动法。该方法利用"共振"原理,让车辆以合适速度连续驶越障碍物使主梁经受与桥梁某阶频率相同的周期性脉冲荷载,使桥梁产生较大振幅的振动,从而增强测试信号的信噪比。给出基于连续跳车激振的结构阻尼比识别的基本理论,并以一大跨度悬索桥为例进行动力学仿真。复模态分析表明,当车辆固有频率是桥梁某阶受测模态频率的5倍以上时,车辆振动对受测模态阻尼比影响很小。采用连续跳车激励,当相邻障碍物的间隔△x与行车速度V和受测模态的固有周期T之间满足△x=VT,可以激振起桥梁大幅振动。当噪信比较小时,可以较准确地识别1阶反对称模态阻尼比;随着信噪比的降低,阻尼比识别结果精度有所降低。 展开更多
关键词 大跨桥梁 阻尼 车桥耦合振动 阻尼识别 连续跳车激振
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悬索桥并列双吊索整体风振特性与气动阻尼研究 被引量:7
17
作者 华旭刚 杨维青 +2 位作者 温青 陈政清 黄智文 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期102-109,共8页
通过并列耦合双吊索节段模型的整体测振与测力风洞试验,研究不同间距下双吊索的整体振动行为与气动阻尼特性。引入驰振气动阻尼非线性项的动力方程模型,得到非线性振动的近似解析方法。基于弹性悬挂节段模型动力响应识别出驰振非线性气... 通过并列耦合双吊索节段模型的整体测振与测力风洞试验,研究不同间距下双吊索的整体振动行为与气动阻尼特性。引入驰振气动阻尼非线性项的动力方程模型,得到非线性振动的近似解析方法。基于弹性悬挂节段模型动力响应识别出驰振非线性气动参数,并与经典单自由度驰振理论结果进行对比分析。研究结果表明:并列耦合双吊索在一定工况下会发生剧烈的整体尾流致振现象,结构阻尼比对其起振风速影响明显;经典驰振理论求得的气动负阻尼绝对值要小于识别得到的气动负阻尼绝对值,横、顺风向两自由度耦合失稳较单自由度驰振更易发生。 展开更多
关键词 悬索桥吊索 气动干扰 气动阻尼 尾流致振
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悬索桥多阶竖向涡激振动塔梁阻尼减振系统研究 被引量:4
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作者 华旭刚 张建辉 +2 位作者 万田保 孙英杰 陈政清 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期16-24,共9页
为控制大跨度简支体系悬索桥的多阶竖向涡激振动,提出一种塔梁阻尼减振系统(在桥塔外伸牛腿与加劲梁之间布置耗能阻尼器),以武汉鹦鹉洲长江大桥为背景进行参数分析和减振效果研究。采用ANSYS软件建立大桥整体有限元模型,采用复模态方法... 为控制大跨度简支体系悬索桥的多阶竖向涡激振动,提出一种塔梁阻尼减振系统(在桥塔外伸牛腿与加劲梁之间布置耗能阻尼器),以武汉鹦鹉洲长江大桥为背景进行参数分析和减振效果研究。采用ANSYS软件建立大桥整体有限元模型,采用复模态方法分析阻尼器安装位置与阻尼系数对桥梁阻尼比的影响,给出3种优化准则,以选取最优阻尼系数和阻尼器安装位置,并将该系统应用在实桥中。结果表明:塔梁阻尼减振系统能同时提高桥梁多个竖弯模态的阻尼比,在相同阻尼系数下,模态阶数越高,最大附加阻尼比越大;随阻尼系数的增大,各阶竖弯模态的附加阻尼比先增加后减小,各阶竖弯模态均存在最大附加阻尼比和最优阻尼系数;随阻尼器安装位置与桥塔中心线距离的增大,各阶竖弯模态的附加阻尼比逐渐增大,最优阻尼系数逐渐减小,有利于降低阻尼器成本;实际安装阻尼器后大桥实测阻尼比较安装前有明显的提升。说明塔梁阻尼减振系统能够有效地控制大跨度简支体系悬索桥的多阶竖向涡激振动。 展开更多
关键词 悬索桥 多阶竖向涡激振动 振动控制 塔梁阻尼减振系统 参数优化 工程应用
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高阶模态涡振锁定区间气动力展向相关性研究 被引量:6
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作者 华旭刚 李龙龙 +1 位作者 陈政清 温青 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1436-1445,共10页
由于涡激力沿展向并不完全相关,在均匀流条件下基于宽高比为5:1的矩形截面多点弹性支撑气弹模型,开展风洞试验,对气弹模型在高阶模态振动状态下以及静止状态下的涡激力展向相关性进行研究。研究结果表明:气弹模型的各竖弯模态均出现了... 由于涡激力沿展向并不完全相关,在均匀流条件下基于宽高比为5:1的矩形截面多点弹性支撑气弹模型,开展风洞试验,对气弹模型在高阶模态振动状态下以及静止状态下的涡激力展向相关性进行研究。研究结果表明:气弹模型的各竖弯模态均出现了频率相同的2个涡振区间,第1涡振区间的表观St数为0.22,第2涡振区间的表观St数为0.11;高阶模态振动状态下,不同模态的第1个涡振锁定区间内升力展向相关系数最大值位于涡振幅值最大处,而第2个涡振锁定区间内升力展向相关系数最大为位于涡振锁定区间的上升段而非涡振幅值的最大处,且与节段模型的升力变化规律相似;静止状态下气弹模型的升力展向相关性系数随着风速(雷诺数)的增加而表现出升高的趋势,且随展向间距增加而逐渐趋于0。 展开更多
关键词 多点弹性支撑气弹模型 高阶模态涡振 展向相关性 风洞试验
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桥梁风致颤振分析以及在ANSYS中的实现 被引量:7
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作者 华旭刚 陈政清 祝志文 《重庆交通学院学报》 2002年第4期12-15,共4页
首先简要介绍了桥梁风致颤振分析的多模态参与单参数搜索M S法的基本理论以及ANSYS二次开发的几种方法 ,然后以VisualFortran为二次开发平台 ,运用M S法编写了在ANSYS中实现大跨度桥梁风致颤振分析的计算程序和相应的界面菜单程序 .最... 首先简要介绍了桥梁风致颤振分析的多模态参与单参数搜索M S法的基本理论以及ANSYS二次开发的几种方法 ,然后以VisualFortran为二次开发平台 ,运用M S法编写了在ANSYS中实现大跨度桥梁风致颤振分析的计算程序和相应的界面菜单程序 .最后通过算例展示了在ANSYS中进行颤振分析的整个过程 ,其计算结果与大跨度桥梁空间静、动力分析程序NACS和风洞试验数据基本一致 。 展开更多
关键词 桥梁 风致颤振 ANSYS 二次开发
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