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基于有限元分析的模数式伸缩缝振动噪声研究
1
作者
李瑞琪
宋晓东
+3 位作者
陈素华
丁如珍
费梁
戴世宏
《南京航空航天大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期186-194,共9页
模数式伸缩缝(Modular bridge expansion joints,MBEJs)作为一种常见的桥梁伸缩缝形式,目前被广泛应用于各类桥梁工程,其在解决通行问题的同时也带来了伸缩缝振动噪声污染问题,严重影响城市居民的生活质量。本文以MBEJs为研究对象,基于...
模数式伸缩缝(Modular bridge expansion joints,MBEJs)作为一种常见的桥梁伸缩缝形式,目前被广泛应用于各类桥梁工程,其在解决通行问题的同时也带来了伸缩缝振动噪声污染问题,严重影响城市居民的生活质量。本文以MBEJs为研究对象,基于有限元分析(Finite element analysis,FEA)方法分析了伸缩缝的振动特性和噪声特性,研究了模数式伸缩缝一阶竖向模态的影响因素以及多阶振动模态的变化规律,同时在声学模拟软件中建立伸缩缝-空腔联合无限元模型,进行声学频响分析,并对伸缩缝空腔进行声模态分析,探讨伸缩缝噪声的产生和传播机制。研究结果表明:伸缩缝的车致振动噪声是由伸缩缝竖向振动激励和空腔声模态激励共同耦合作用产生的,对伸缩缝下部空腔进行填塞与封闭可以降低伸缩缝噪声影响。
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关键词
模数式伸缩缝
振动噪声
有限元分析
声学频响
声模态
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职称材料
车流作用下大跨桥梁-伸缩缝一体仿真方法及动力分析
2
作者
刘焕举
刘宁
+1 位作者
史赛威
李鹏智
《湖南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期149-159,共11页
为实现车流过桥时的伸缩缝动力分析,针对桥梁-伸缩缝体系中主梁与伸缩缝尺寸相差悬殊、伸缩缝构造复杂、常规建模无法兼顾细部分析和计算效率的问题,提出桥-缝一体“十”字建模思路,建立了车-桥-缝分析系统,探究车流动态因素对伸缩缝动...
为实现车流过桥时的伸缩缝动力分析,针对桥梁-伸缩缝体系中主梁与伸缩缝尺寸相差悬殊、伸缩缝构造复杂、常规建模无法兼顾细部分析和计算效率的问题,提出桥-缝一体“十”字建模思路,建立了车-桥-缝分析系统,探究车流动态因素对伸缩缝动力响应的影响.首先,在厘清伸缩缝内部结构和构件运动关联的基础上,提出桥梁单元纵向划分、伸缩缝单元横向划分及梁端-伸缩缝多点约束有机连接的桥-缝一体“十”字建模思路,并建立背景桥梁的桥-缝一体有限元模型;其次,移动车辆荷载化并通过程序调用、编制衔接程序,实现车-桥-缝分析程序的贯通;最后,基于交通荷载调查数据,构建典型车流荷载工况,探究车重、车速、车辆分布等车流动态因素对车-缝结构的动态响应影响.结果表明:1)基于“十”字建模思路建立的桥-缝一体有限元模型,既满足计算效率又兼顾伸缩缝的细部构件.2)斜拉桥主梁跨中竖向位移与桥上移动车辆的车重有显著的正相关性,而与车速的相关性较弱;车列的车间距由50m减小到30 m,主梁跨中竖向位移极值增大约34%,桥梁所受车辆荷载越集中,主梁跨中竖向位移越大.3)伸缩缝从梁端到固定端的中梁累计滑移行程逐渐减小;单车工况下,车速、车重与伸缩缝纵向位移均呈正相关关系;车列工况时,伸缩缝的纵向位移最大值与车间距存在负相关性;车辆制动对伸缩缝动力响应的影响非常显著,对应伸缩缝1#中梁纵向位移响应是正常跑车工况的3.97倍.
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关键词
桥梁工程
模数式伸缩缝
车-桥-
缝
系统
“十”字建模
动力分析
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职称材料
考虑伸缩缝参数影响的连续梁桥车-桥耦合动力响应研究
被引量：
3
3
作者
侯剑岭
许维炳
+3 位作者
王瑾
陈彦江
张开达
李岩
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第22期151-160,共10页
伸缩缝劣化对车-桥耦合动力响应规律影响显著。为考虑伸缩缝参数变化对车-桥耦合动力响应的影响,结合车-桥耦合动力响应分析方法及车轮过缝的力学特性,提出了车轮过缝单点接触时变力模型。并采用伸缩缝局部振动模态提取法及模态综合法...
伸缩缝劣化对车-桥耦合动力响应规律影响显著。为考虑伸缩缝参数变化对车-桥耦合动力响应的影响,结合车-桥耦合动力响应分析方法及车轮过缝的力学特性,提出了车轮过缝单点接触时变力模型。并采用伸缩缝局部振动模态提取法及模态综合法建立了考虑伸缩缝参数影响的车-桥耦合动力响应分析模型(车-缝-桥耦合动力响应分析模型)及其数值求解方法,并基于实测数据验证。进而以实测三跨连续梁桥为对象,探究了车辆过缝与否,伸缩缝高差、间隙,车速、车辆布置、车质量等参数对车-缝-桥耦合动力响应的参数影响规律。结果表明:端部支座外侧设置伸缩缝,会降低连续梁桥主梁跨中位移响应,但会增加桥梁端部的车致冲击作用;相同桥长条件下,车辆过缝会增大桥梁的位移和加速度响应,且加速度响应增大更为明显;伸缩缝高差会降低第一跨的竖向位移响应,但会增大其他两跨的竖向位移响应,伸缩缝高差对不同区域的车致冲击作用(系数)影响显著;伸缩缝附近车致冲击作用随伸缩缝间隙的增大而增大;车速较低时,主梁竖向峰值位移和冲击系数波动较小,并在80 km/h车速附近出现峰值;主梁各跨跨中的动位移均随着车辆数目的增多而增大,但各跨跨中的位移冲击系数不一定增加;桥梁冲击系数随车质量的增加而减小。在桥梁设计时应考虑伸缩缝参数变化对桥梁不同区域车致冲击作用变化的影响。
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关键词
桥梁工程
车-
缝
-桥模型
试验验证
模数式伸缩缝
参数分析
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职称材料
题名
基于有限元分析的模数式伸缩缝振动噪声研究
1
作者
李瑞琪
宋晓东
陈素华
丁如珍
费梁
戴世宏
机构
东南大学建筑设计研究院有限公司
东南大学交通学院
出处
《南京航空航天大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期186-194,共9页
基金
国家自然科学基金(52378287)。
文摘
模数式伸缩缝(Modular bridge expansion joints,MBEJs)作为一种常见的桥梁伸缩缝形式,目前被广泛应用于各类桥梁工程,其在解决通行问题的同时也带来了伸缩缝振动噪声污染问题,严重影响城市居民的生活质量。本文以MBEJs为研究对象,基于有限元分析(Finite element analysis,FEA)方法分析了伸缩缝的振动特性和噪声特性,研究了模数式伸缩缝一阶竖向模态的影响因素以及多阶振动模态的变化规律,同时在声学模拟软件中建立伸缩缝-空腔联合无限元模型,进行声学频响分析,并对伸缩缝空腔进行声模态分析,探讨伸缩缝噪声的产生和传播机制。研究结果表明:伸缩缝的车致振动噪声是由伸缩缝竖向振动激励和空腔声模态激励共同耦合作用产生的,对伸缩缝下部空腔进行填塞与封闭可以降低伸缩缝噪声影响。
关键词
模数式伸缩缝
振动噪声
有限元分析
声学频响
声模态
Keywords
modular bridge expansion joints(MBEJs)
vibration noise
finite element analysis(FEA)
acoustic frequency responses
acoustic modals
分类号
U443.31 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
车流作用下大跨桥梁-伸缩缝一体仿真方法及动力分析
2
作者
刘焕举
刘宁
史赛威
李鹏智
机构
河北工程大学土木工程学院
旧桥检测与加固技术交通运输行业重点实验室(长安大学)
出处
《湖南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期149-159,共11页
基金
长安大学中央高校基本科研业务费专项资金资助(JQJJ202408)
河北省高等学校科学技术研究项目-青年拔尖人才项目(BJ2020012)。
文摘
为实现车流过桥时的伸缩缝动力分析,针对桥梁-伸缩缝体系中主梁与伸缩缝尺寸相差悬殊、伸缩缝构造复杂、常规建模无法兼顾细部分析和计算效率的问题,提出桥-缝一体“十”字建模思路,建立了车-桥-缝分析系统,探究车流动态因素对伸缩缝动力响应的影响.首先,在厘清伸缩缝内部结构和构件运动关联的基础上,提出桥梁单元纵向划分、伸缩缝单元横向划分及梁端-伸缩缝多点约束有机连接的桥-缝一体“十”字建模思路,并建立背景桥梁的桥-缝一体有限元模型;其次,移动车辆荷载化并通过程序调用、编制衔接程序,实现车-桥-缝分析程序的贯通;最后,基于交通荷载调查数据,构建典型车流荷载工况,探究车重、车速、车辆分布等车流动态因素对车-缝结构的动态响应影响.结果表明:1)基于“十”字建模思路建立的桥-缝一体有限元模型,既满足计算效率又兼顾伸缩缝的细部构件.2)斜拉桥主梁跨中竖向位移与桥上移动车辆的车重有显著的正相关性,而与车速的相关性较弱;车列的车间距由50m减小到30 m,主梁跨中竖向位移极值增大约34%,桥梁所受车辆荷载越集中,主梁跨中竖向位移越大.3)伸缩缝从梁端到固定端的中梁累计滑移行程逐渐减小;单车工况下,车速、车重与伸缩缝纵向位移均呈正相关关系;车列工况时,伸缩缝的纵向位移最大值与车间距存在负相关性;车辆制动对伸缩缝动力响应的影响非常显著,对应伸缩缝1#中梁纵向位移响应是正常跑车工况的3.97倍.
关键词
桥梁工程
模数式伸缩缝
车-桥-
缝
系统
“十”字建模
动力分析
Keywords
bridge engineering
modular expansion joint
vehicle-bridge-joint system
“cross”modeling
dynamic analysis
分类号
U441.2 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
考虑伸缩缝参数影响的连续梁桥车-桥耦合动力响应研究
被引量：
3
3
作者
侯剑岭
许维炳
王瑾
陈彦江
张开达
李岩
机构
北京工业大学建筑工程学院
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第22期151-160,共10页
基金
国家自然科学基金(51908015,51978021,52178446,52108428)。
文摘
伸缩缝劣化对车-桥耦合动力响应规律影响显著。为考虑伸缩缝参数变化对车-桥耦合动力响应的影响,结合车-桥耦合动力响应分析方法及车轮过缝的力学特性,提出了车轮过缝单点接触时变力模型。并采用伸缩缝局部振动模态提取法及模态综合法建立了考虑伸缩缝参数影响的车-桥耦合动力响应分析模型(车-缝-桥耦合动力响应分析模型)及其数值求解方法,并基于实测数据验证。进而以实测三跨连续梁桥为对象,探究了车辆过缝与否,伸缩缝高差、间隙,车速、车辆布置、车质量等参数对车-缝-桥耦合动力响应的参数影响规律。结果表明:端部支座外侧设置伸缩缝,会降低连续梁桥主梁跨中位移响应,但会增加桥梁端部的车致冲击作用;相同桥长条件下,车辆过缝会增大桥梁的位移和加速度响应,且加速度响应增大更为明显;伸缩缝高差会降低第一跨的竖向位移响应,但会增大其他两跨的竖向位移响应,伸缩缝高差对不同区域的车致冲击作用(系数)影响显著;伸缩缝附近车致冲击作用随伸缩缝间隙的增大而增大;车速较低时,主梁竖向峰值位移和冲击系数波动较小,并在80 km/h车速附近出现峰值;主梁各跨跨中的动位移均随着车辆数目的增多而增大,但各跨跨中的位移冲击系数不一定增加;桥梁冲击系数随车质量的增加而减小。在桥梁设计时应考虑伸缩缝参数变化对桥梁不同区域车致冲击作用变化的影响。
关键词
桥梁工程
车-
缝
-桥模型
试验验证
模数式伸缩缝
参数分析
Keywords
bridge engineering
vehicle-joint-bridge model
test verification
modular expansion joint
numerical simulation
分类号
U441.3 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
基于有限元分析的模数式伸缩缝振动噪声研究
李瑞琪
宋晓东
陈素华
丁如珍
费梁
戴世宏
《南京航空航天大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
车流作用下大跨桥梁-伸缩缝一体仿真方法及动力分析
刘焕举
刘宁
史赛威
李鹏智
《湖南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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下载PDF
职称材料
3
考虑伸缩缝参数影响的连续梁桥车-桥耦合动力响应研究
侯剑岭
许维炳
王瑾
陈彦江
张开达
李岩
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021
3
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