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墩顶撞击作用下高铁桥墩动力行为研究
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作者 孟栋梁 胡仁康 +1 位作者 杨孟刚 何旭辉 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期54-67,共14页
以往关于桥墩在侧向撞击下的力学行为研究主要关注车辆或驳船的撞击作用,即撞击位置在桥墩中部或墩底。然而,在实际工程中桥墩也可能在墩顶处遭受撞击,例如地震中发生于抗震挡块处的撞击。文章以高铁桥墩为研究对象,通过试验和数值模拟... 以往关于桥墩在侧向撞击下的力学行为研究主要关注车辆或驳船的撞击作用,即撞击位置在桥墩中部或墩底。然而,在实际工程中桥墩也可能在墩顶处遭受撞击,例如地震中发生于抗震挡块处的撞击。文章以高铁桥墩为研究对象,通过试验和数值模拟的方法探究缩尺桥墩在墩顶撞击作用下的动力响应。试验结果表明,一个典型的撞击过程包括3个阶段:碰撞阶段I、碰撞分离阶段和碰撞阶段Ⅱ。在碰撞阶段I,撞击荷载主要由构件中的惯性力来平衡;在碰撞阶段Ⅱ,撞击荷载由惯性力和恢复力共同平衡。因此,在发生同等墩顶位移的条件下,构件所承受的撞击荷载会远大于静力荷载,且该现象对于碰撞阶段I尤为显著。数值模拟结果表明,由于惯性效应导致的振动,构件在撞击作用下与在静力作用下的内力发展显著不同。在拟静力作用下,沿桥墩的弯矩呈三角形分布;而在撞击作用下,桥墩截面弯矩发生显著振荡。 展开更多
关键词 震致撞击 高铁桥墩 墩顶撞击试验 数值模拟 动力响应 内力发展
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单面碰撞TMD及其桥梁涡激振动控制研究 被引量:14
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作者 王修勇 胡仁康 +2 位作者 邬晨枫 王文熙 陈宁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期169-174,共6页
单面碰撞调谐质量阻尼器(SS-PTMD)是一种新型减振装置,通过惯性力和黏弹性碰撞进行结构减振,针对SS-PTMD动力性能、碰撞力模型与验证、SS-PTMD桥梁节段模型涡振控制等开展了理论与试验研究。根据质量块单边运动受限和碰撞的特点,获得了S... 单面碰撞调谐质量阻尼器(SS-PTMD)是一种新型减振装置,通过惯性力和黏弹性碰撞进行结构减振,针对SS-PTMD动力性能、碰撞力模型与验证、SS-PTMD桥梁节段模型涡振控制等开展了理论与试验研究。根据质量块单边运动受限和碰撞的特点,获得了SS-PTMD的动力特性;开展了钢-黏弹性材料碰撞试验,提出了碰撞力模型,根据试验数据识别了碰撞力模型参数,并验证了碰撞力模型;通过1∶40桥梁节段模型涡激振动风洞试验,发现+7°风攻角下出现了明显的涡激振动,根据简谐力涡激力模型识别了模型气动参数;采用仿真分析评估了SS-PTMD控制桥梁涡激振动的效果,在质量比2%及最大涡振振幅风速条件下的减振效率达到87%;通过风洞试验研究了SS-PTMD涡激振动控制效果,在质量比2%及最大涡振振幅风速条件下的减振效率达到92%;理论分析和试验结果表明,SS-PTMD对桥梁涡激振动具有很好的减振效果。 展开更多
关键词 单面碰撞式调谐质量阻尼器 碰撞力模型 桥梁 涡激振动 振动控制
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新型黏滞-软钢阻尼器组合系统的概念设计与仿真验证 被引量:7
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作者 杨孟刚 胡尚韬 +1 位作者 胡仁康 陈政清 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期547-559,共13页
针对大跨度桥梁纵向振动控制问题,提出新型黏滞-软钢阻尼器组合系统,旨在利用质量较小的黏滞阻尼器抵抗温度、列车行车荷载、制动力、风及小地震作用,利用软钢阻尼器抵御大地震作用。首先,从概念上阐述黏滞-软钢阻尼器组合系统的工作机... 针对大跨度桥梁纵向振动控制问题,提出新型黏滞-软钢阻尼器组合系统,旨在利用质量较小的黏滞阻尼器抵抗温度、列车行车荷载、制动力、风及小地震作用,利用软钢阻尼器抵御大地震作用。首先,从概念上阐述黏滞-软钢阻尼器组合系统的工作机理;其次,以我国某特大铁路悬索桥设计方案为例,合理选择组合系统中黏滞阻尼器和软钢阻尼器的设计参数,并分别验证两者单独使用下的减振(震)效果;最后,对组合系统在各种动力荷载作用下的减振(震)效果进行分析,讨论系统锁定的延时效应。研究结果表明:新型黏滞-软钢阻尼器组合系统在列车行车荷载、制动力、风以及地震作用下的减振(震)效果良好,可实现组合系统的设计理念;组合系统的锁定延时会使主梁位移产生不利于减震设计的偏移,在实际工程中应尽量减小此效应。 展开更多
关键词 黏滞阻尼器 软钢阻尼器 组合系统 概念设计 减振(震) 锁定延时
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单面碰撞TMD的减振性能分析与试验 被引量:2
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作者 王修勇 胡仁康 +1 位作者 郭皓君 李欣 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1987-1992,I0010,I0011,共8页
根据质量块单面碰撞的特点,得到了SS-PTMD的动力特性;开展黏弹性材料自由碰撞试验,根据试验数据识别了碰撞力模型参数,验证了碰撞力模型的可靠性;设计了可改变频率的单自由度结构的试验模型,开展了减振试验。仿真分析表明:调谐时在自由... 根据质量块单面碰撞的特点,得到了SS-PTMD的动力特性;开展黏弹性材料自由碰撞试验,根据试验数据识别了碰撞力模型参数,验证了碰撞力模型的可靠性;设计了可改变频率的单自由度结构的试验模型,开展了减振试验。仿真分析表明:调谐时在自由振动阻尼比由0.1%增加到3.66%时,在简谐激励下的减振率达到95.1%;在频率失谐时(-11.6%)自由振动阻尼比可达到1.71%,在简谐激励下减振率达到94.6%。采用试验分析评估了结构在自由振动、简谐振动的控制效果,分析表明:调谐时在自由振动阻尼比由0.1%增加到3.52%,在简谐激励下的减振率达到95.6%;在频率失谐时(-11.6%)自由振动阻尼比可达到1.43%,在简谐激励下减振率达到95.3%。理论仿真分析和试验结果表明:SS-PTMD能够有效控制自由振动和简谐激励下结构的振动。 展开更多
关键词 单面碰撞调谐质量阻尼器 碰撞力模型 自由振动 简谐振动 减振试验
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锁定−黏滞阻尼器组合系统及其减震效果验证 被引量:1
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作者 胡尚韬 胡仁康 +1 位作者 杨孟刚 李新 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2167-2175,共9页
为解决连续梁桥主墩在地震作用下的协同抗震问题,提出新型锁定−黏滞阻尼器组合系统。首先,设计制作锁定装置模型,并通过静力试验验证其锁定效果;其次,以1座铁路连续梁桥为例,对罕遇地震作用下锁定−黏滞阻尼器组合系统的减震效果进行仿... 为解决连续梁桥主墩在地震作用下的协同抗震问题,提出新型锁定−黏滞阻尼器组合系统。首先,设计制作锁定装置模型,并通过静力试验验证其锁定效果;其次,以1座铁路连续梁桥为例,对罕遇地震作用下锁定−黏滞阻尼器组合系统的减震效果进行仿真分析,并与单独使用黏滞阻尼器和速度锁定器方案进行比较。研究结果表明:新型锁定−黏滞阻尼器组合系统在保证连续梁桥正常使用功能的同时,可满足不同地震水平下的减震需求。在锁定前可以满足连续梁桥的正常使用要求,锁定后可以实现地震力在主墩间的合理分配,减震效果显著;该系统锁定功能可靠,可以在实现与速度锁定器相同减震效果的同时,降低阻尼器的设计最大出力,提高减震系统的可靠性,降低减震系统的成本。 展开更多
关键词 锁定装置 黏滞阻尼器 组合系统 减震效果 连续梁桥
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