一个短跨度复合桥梁军用车辆动力响应试验
桥梁的静载与动载试验
1. 625 H z 为主桥的 2 阶弯曲模态, 3 处节点在 两桥墩和桥的中间, 桥两端的变形小。桥两侧对应测 点的振型同向。
2. 25 H z 为主桥的局部弯曲模态, 其振型全部 同向, 4 个桥墩变形小, 各跨中间变形大。
通过桥面, 实测动态增量 Λ 与车速的关系。 工况二: 车辆驶过设有 10 cm 高的人工障碍物
的桥面, 实测动态增量 Λ 与桥面不平整度的关系。 动态增量实测结果见表 3。
测试结果 动态增量 Λ
表 3 动态增量 Λ测试结果
工况一
工况二
40 km h
60 km h 通过人工障碍物
1. 04
1. 01
收稿日期: 2002- 08- 05 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
2002 年 第 9 期 宋博琪等: 桥梁的静载与动载试验
0. 39
- 15 - 0. 53 - 15 - 0. 53 - 8 - 0. 28 - 21 - 0. 74
6
7
- 39
1. 37
- 36
1. 26
- 51 - 1. 79
49
1. 72
67
2. 45
8
- 34
1. 19
- 34
1. 19
- 47 - 1. 65
47
1. 65
57
2. 00
注: 混凝土弹性模量 E = 3. 5×104M Pa。
— 27 —
桥梁工程的非线性动力响应
桥梁工程的非线性动力响应桥梁是连接两个地点的重要交通设施，具有承载能力和稳定性的重要要求。
然而，在桥梁结构的使用寿命中，各种自然和人为因素都会对其性能和安全产生影响。
其中之一就是桥梁在遭受外界荷载时的非线性动力响应问题。
本文将从理论和工程实例两个方面探讨桥梁工程的非线性动力响应问题。
1. 引言桥梁作为交通运输的关键节点，其结构必须经受住各种动力荷载的考验。
传统的结构设计方法主要基于线性静力理论，而对于桥梁结构的非线性动力响应问题，人们对其认识还相对有限。
因此，深入研究桥梁的非线性动力响应对于提高桥梁的稳定性和安全性具有重要意义。
2. 桥梁结构的非线性动力分析方法2.1 非线性数学模型可通过建立合适的非线性数学模型来描述桥梁结构的动力响应。
常见的非线性数学模型包括非线性弹簧模型、非线性阻尼模型和非线性质量模型等。
这些模型能够更准确地刻画荷载作用下桥梁结构的响应特性。
2.2 计算方法针对桥梁结构的非线性动力分析问题，可采取数值计算方法进行求解，如有限元法、模态叠加法和延时微分方程法等。
这些方法可以更精确地研究桥梁结构在动力荷载作用下的非线性响应。
3. 桥梁工程实例以某桥梁为例，探讨桥梁结构的非线性动力响应问题。
该桥梁承受着日常交通荷载以及突发事件等多种荷载作用。
通过对该桥梁的振动测量和监测数据进行分析，可以得到其在不同荷载下的非线性动力响应情况，并评估其安全性。
4. 桥梁结构的非线性动力响应控制为了提高桥梁结构的稳定性和安全性，可以采取一系列控制措施来减小非线性动力响应。
如采用主动控制和减振装置、改善材料和结构设计等手段，可以有效改善桥梁结构的非线性动力响应特性。
5. 结论桥梁工程的非线性动力响应问题对于提高桥梁的稳定性和安全性具有重要意义。
通过建立合适的非线性数学模型和采用适当的计算方法，可以更准确地刻画桥梁结构在动力荷载下的响应特性。
同时，结合实际工程实例，可以评估桥梁结构的非线性动力响应情况，并采取相应的控制措施来减小非线性响应。
跨海大桥动力响应监测与计算
跨海大桥动力响应监测与计算杨帆;王少钦【摘要】以一座跨海大桥为工程背景,介绍了该斜拉桥监测系统的设置.利用ANSYS平台建立该跨海大桥的有限元分析模型,通过施加汽车及风荷载,计算桥梁的振动响应,并将计算结果与桥梁监测系统实测数据进行对比,验证了仿真模型的有效性.应用所建模型深入地分析了大跨度跨海斜拉桥的动力响应变化规律,结果表明:该斜拉桥自振频率较低,对风荷载作用较敏感.主梁的横向位移响应主要由风荷载控制.车速的变化对桥梁的横向位移影响不大,但当车速超过100 km/h时跨中节点最大竖向位移明显增加.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2018(058)012【总页数】4页(P34-37)【关键词】公路斜拉桥;健康监测;数值计算;动力响应;风;车辆【作者】杨帆;王少钦【作者单位】北京建筑大学土木与交通工程学院,北京 100044;北京建筑大学理学院,北京 100044【正文语种】中文【中图分类】U448.27近几十年来，世界各国桥梁建设快速发展，桥梁设计方法和施工技术的不断创新，促成了以斜拉桥、悬索桥为代表的大型桥梁建设突飞猛进。
桥梁跨径记录不断被刷新，我国斜拉桥应用跨度已从96 m发展到接近 1 100 m[1]，并且作为世界上拥有斜拉桥数量最多的国家，全球主跨长度排名前10位的斜拉桥中，我国占据其中6席，见表1[2]。
表1 世界斜拉桥主跨长度排名前十名排名桥名主跨/m国家开通年份1俄罗斯岛大桥1 104俄罗斯20122苏通长江大桥1 088中国20083昂船洲大桥1 018中国20094鄂东长江大桥926中国20105多多罗大桥890日本19996诺曼底大桥856法国19957九江长江大桥818中国20138荆岳长江大桥816中国20109贵州鸭池河大桥800中国201610仁川大桥800韩国2009桥梁的使用期长达几十年、甚至上百年，桥梁结构服役过程中在荷载的长期效应、疲劳效应、材料退化、环境侵蚀及初始设计、施工过程中产生的各种不良因素的综合作用下，将不可避免地导致其强度和刚度逐渐降低、抗力衰减[3]，从而影响桥梁工程的正常及安全使用。
阐述桥梁静载试验及动载试验的方法和原理
阐述桥梁静载试验及动载试验的方法和原理近年来，随着国民经济的飞速发展，大量低等级的公路被改建、扩建，同时许多桥梁的承载能力和通行能力已远远不能适应现时交通状况的要求，如果对这部分桥梁都进行拆除重建，势必需要投入大量的资金和人力，严重影响现行的交通秩序，同时产生大量的建筑垃圾，造成巨大的资源浪费。
1、荷载试验的目的及项目1.1 桥梁动力荷载试验的目的桥梁动力荷载试验的目的是测定桥梁结构的动力特性，即桥梁结构的自振频率、振型、阻尼比等桥梁结构模态参数；测定桥梁结构在动荷载作用下的强迫振动响应，即桥梁结构的动位移、动应力、冲击系数等。
通过动载试验和理论分析来了解桥梁结构在试验荷载作用下的实际工作状态，判断和评价桥梁结构的承载能力和使用条件，分析桥梁病害成因并掌握其变化规律，分析桥梁病害对桥梁各项性能的影响。
结合桥梁静力荷载试验结果，对桥梁质量做出合理的评价，为桥梁运营管理及改造提供科学的依据。
1.2 桥梁动力荷载试验的项目根据测试目的的不同，桥梁动力荷载试验一般分为脉动试验、跳车试验（冲击试验）、跑车试验等。
1.2.1脉动试验是指当桥面上无汽车行驶和其他的周期性干扰力时，在风、地面微振等环境因素的作用下，桥梁所受的激励是平稳的各态历经宽带随机激励。
结构响应的主谐量，是在其固有频率附近的振动，从而通过脉动测试可以确定结构的固有频率。
1.2.2跳车试验（冲击试验）：跳车试验测试汽车跨过15cm高跳板后制动，测量此时桥跨结构在附加汽车质量情况下的衰减振动，确定桥梁的冲击系数，用以分析桥梁结构的振动性质。
1.2.3跑车试验是指桥上跑车试验主要是测试试验汽车在桥上通过时，桥梁结构的强迫振动响应，以及激励后（车辆通过后）振动衰减情况。
2、拱式桥的荷载试验的发展2.1拱式桥的发展拱式桥的发展拱桥，在桥梁的发展史上曾经占有重要地位，迄今为止，已有三千多年的历史，并因其形态美、造价低、承载潜力大而得到广泛的应用。
关于拱桥的起源，众说纷纭，莫衷一是。
桥梁结构的动力响应分析
桥梁结构的动力响应分析桥梁是连接两个地区的重要交通工具，承受着车辆和行人的巨大荷载。
在日常使用中，桥梁结构会受到各种动力作用的影响，如行车振动、地震等，这些作用会导致桥梁的动力响应。
因此，对桥梁结构的动力响应进行分析具有重要意义，可为桥梁的设计和维护提供依据。
桥梁结构的动力响应可以理解为结构在受到外力作用时的反应。
动力响应的分析可以通过数学建模和计算方法来完成。
在模型建立时，需要考虑桥梁结构的几何特征、材料性质以及外部载荷等因素。
针对不同的桥梁类型，可以采用不同的动力响应分析方法，如模态分析、频率响应分析等。
模态分析是一种常用的动力响应分析方法。
它通过求解桥梁结构的振型和频率，来获得结构在不同模态下的响应。
在进行模态分析时，首先需要建立桥梁的有限元模型。
有限元模型将桥梁结构离散成一系列的节点和单元，节点代表结构的位移自由度，单元代表结构的刚度和质量。
接下来，需要确定桥梁结构的边界条件和荷载情况。
通过解析有限元方程，可以得到桥梁结构的振型和频率，进而获得桥梁在不同模态下的动力响应。
频率响应分析是另一种常用的动力响应分析方法。
它通过求解结构在一定频率范围内的响应，来了解结构对频率变化的敏感性。
频率响应分析的关键是确定结构的频率响应函数。
频率响应函数描述了结构在受到谐振激励时的响应特性。
与模态分析类似，进行频率响应分析时也需要建立桥梁的有限元模型，并确定边界条件和荷载情况。
通过求解有限元方程，可以获得桥梁结构在一定频率范围内的响应。
除了模态分析和频率响应分析，还可以采用时程分析等方法进行桥梁结构的动力响应分析。
时程分析是一种基于时间的分析方法，通过考虑结构的初始条件和外部载荷的时变特性，来获得结构在不同时间点上的响应。
时程分析可以考虑到荷载的突变和变化速率等因素，更加贴近实际工况。
在进行桥梁结构的动力响应分析时，还需要考虑结构的非线性特性。
非线性特性可能包括材料的非线性、接缝的滑移、支座的摩擦等。
这些非线性特性会对桥梁结构的动力响应产生重要影响，因此在建立模型时应充分考虑这些因素，以获得准确的分析结果。
对称式连续刚构桥动力性能分析及试验验证
对称式连续刚构桥动力性能分析及试验验证摘要：连续刚构桥是墩梁固结的连续梁桥，与同类桥型相比，连续刚构桥保持了上部构造连续梁的属性，但是跨越能力更大，施工难度小，行车舒顺，养护简便，造价较低，因此近些年在公路建设中得到了广泛应用。
多跨连续刚构桥在主跨跨中设铰，两侧跨径为连续体系，可利用边跨连续梁的重量使t构做成不等长悬臂，以加大主跨的跨径。
典型的连续刚构体系为对称布置，采用平衡悬臂施工方法修建，但是有时由于地域条件的限制，连续刚构体系有时也采用非对称布置。
由于连续刚构桥与普通的桥型（如连续t梁）相比，主跨跨径较大，受汽车荷载作用的时间长，车桥耦合振动明显。
因此本文以金沙特大桥为背景，对该桥的动力性能进行有限元分析计算，同时进行试验验证，以此得出一些有益于对称式连续刚构桥的结论与建议，同时为桥梁运营以后的健康检测和状态评估提供可靠的参考依据。
关键词：连续刚构有限元分析荷载试验动力性能中图分类号：u448.23 文献标识码： a 文章编号：1. 工程概况：金沙特大桥主桥的孔跨布置为86m+160m +86m，主桥采用变截面预应力混凝土连续刚构箱梁，设计荷载为公路-i 级，桥面宽度为11.0m（行车道）+2×0.5m（防撞护栏），地震动峰值加速度取值为0.05g，桥面纵坡为单向2.5%。
主桥桥跨布置见图1，主桥结构横断面布置见图2。
图1主桥桥跨布置图（单位：cm）图2主桥结构典型断面布置图（单位：cm）有限元分析及计算结果采用大型通用有限元分析软件midas建立了该桥的计算模型并对其动力性能进行了分析。
在建模过程中，结合混凝土的材料特性和连续刚构桥的受力特点，为准确、全面分析该桥的动力特性，建模过程中主要考虑了以下几方面的工作：（1）主梁和墩柱混凝土的强度一样，均采用c55设计强度。
（2）主梁和墩柱交接处需采用刚域条件进行设置，以保证计算更加接近实际受力情况。
同时注重模型边界条件的设置，本桥模型墩柱底部采用固结，两跨边梁端部采用铰接。
简支T梁桥静、动力荷载试验毕业论文
前言桥梁是公路的纽带和咽喉，直接左右着公路的生命。
因此，必须确保其工程质量，始终使其处于良好的工作状态。
一般来说，桥梁是一项大型工程，决定其质量的因素是多方面的，例如：设计分析理论、施工技术、建筑材料、以及地质、水文等自然条件。
为此，在桥梁建设过程中，人们采取相应和依靠材料试验、模型试验、结构试验、施工监控、成桥后的动、静载试验和相关试验技术起着至关重要作用。
本文主要研究某简支T梁桥静、动荷载试验和方案设计，简支梁桥是梁式桥中应用最早，使用最广泛的一种桥型，也是实际工程中需要进行荷载试验数量最多的一种桥型。
它受力简单，梁中只有正弯矩，适用T形截面梁这种构造简单的截面形式；体系温变、混凝土收缩徐变、张拉预应力等均不会在梁中产生附加内力，设计计算方便，最易设计成各种标准跨径的装配式结构。
所以研究简支T梁桥静、动载试验有重要意义，为研究其它复杂桥梁也提供了一定的参考。
随着经济建设的需要和交通事业的发展，线路载重及运量在不断增长，对桥梁的承载和通行能力提出了更高的要求。
既有桥梁不断增加，桥梁损伤以及其他不适应交通运输要求的问题也出现了。
而且，既有桥梁不满足规定要求的问题也越来越普遍。
对其承载能力的评估已引起世界性关注，自80年代起，在一些工业发达国家，桥梁工程的重点已逐步转到养护维修、鉴定评估和加固改造方面，并已取得长足进展，在公路桥梁方面，美、英、加拿大和我国先后颁布了基于极限状态原理和设计规范的桥梁评估标准，1980年，英国工程师协会发表了《既有桥梁结构的评估》，1981年，经济合作与发展组织组织召开了《关于道路桥梁维修管理国际会议》，在1990年、1993年、1996年，在英国召开了三次桥梁管理国际会议,此外，还有不少相关会论文集和专题研究报告，在工程实践方面，美、英、加拿大先后颁布了基于可靠性理论和设计规范的桥梁评估或文件。
国内外检测技术的一些最新发展在美国，每年有大量的桥梁急需维修，为了确保桥梁的维修经费的合理利用，美国公路管理局拟采用一种贝叶斯预测技术，将以前的检测数据和工程判断组合起来，可清楚的考虑到测量的错误，将建立在工程评价和先前的经验信息上融入到未来的混凝土桥梁的管理系统中的架构中。
桥梁结构的动力响应与振动控制
桥梁结构的动力响应与振动控制桥梁作为重要的交通基础设施，承载着人们出行的重要任务。
然而，由于交通运输的振动荷载和环境的影响，桥梁结构会产生动力响应和振动现象。
合理控制桥梁结构的动力响应和振动，对于确保桥梁运行的安全、舒适和持久具有重要意义。
一、桥梁结构的动力响应桥梁结构的动力响应是指在受到外界动力荷载作用下，桥梁内部结构相应的振动情况。
桥梁的动力响应直接影响到结构的安全性和行车的舒适性。
传统的静力分析方法无法准确预测桥梁结构的动力响应，因此需要采用动力学分析方法。
桥梁结构的动力响应受到多种因素的影响，包括荷载的频率、振幅、周期等。
其中，交通荷载是桥梁结构的主要外力荷载之一。
交通荷载的频率范围宽泛，跨越了很多频率段，从人行步态的低频振动到车辆冲击的高频振动。
此外，风荷载、地震荷载等也会对桥梁结构的动力响应产生重要影响。
二、桥梁结构的振动控制为了减小桥梁结构的动力响应，保证桥梁的安全性和行车的舒适性，需要进行振动控制。
桥梁结构的振动控制主要包括主动控制和被动控制两种方法。
主动控制是指采用主动力学控制器，通过对桥梁结构施加控制力，减小结构振动。
主动控制系统通常由传感器、执行器和控制器组成。
传感器用于感知结构的振动状态，控制器根据传感器信号计算出控制力指令，执行器通过施加控制力对结构进行振动控制。
主动控制系统具有高度灵活性和精确性，但是也面临着能耗较大、控制系统复杂等问题。
被动控制是指通过改变桥梁结构的刚度、阻尼等特性，减小结构振动。
被动控制系统主要包括减振器、隔振系统等。
减振器根据振动的特点和频率设计，通过吸收或转化振动能量来减小结构振动。
隔振系统通过隔离桥梁结构和荷载，降低外界荷载对桥梁结构的影响。
被动控制系统相对于主动控制系统而言成本更低，并且对控制能源要求较小，但是对振动特征和参数的要求较高。
三、桥梁结构动力响应与振动控制的应用桥梁结构动力响应与振动控制的研究和应用在实际工程中具有重要意义。
首先，动力响应分析可以帮助工程师更好地了解桥梁结构的振动特性，确定结构的设计参数，确保结构在设计荷载下的安全性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一个短跨度复合桥梁军用车辆动力响应试验
摘要：在战场上或自然灾害发生之后，对轻量级桥梁需要进行改进，这对于解决增加其机动性是一个持续的期望。
目前，在美国陆军里，轻量级桥接系统对于横越短跨径达4m有一个长度上的需要。
本文介绍了新开发的轻型纤维加强的复合材料桥接系统的现场测试，以满足美国陆军的需要，研究探讨了履带式和轮式车辆在不同的过车速度下的动力冲击荷载。
在设计中对于适当影响因素的理解，人们发现对于轻型桥梁最敏感的是汽车的车速和汽车的类型，从中观察到的影响系数高达1.71。
DOL：10.1061/（ASCE）BE，1943-5592.0000134
CE数据库主题词：桥梁，复合的；复合纤维加强材料；军事工程；动力荷载；荷载响应.
关键词：桥梁，复合材料；纤维-加强材料；军事工程；动力荷载；荷载响应.
引言
目前，在美国陆军内部，在战场上或自然灾害发生之后，对轻型短跨径桥接系统进行改进以增加其机动性，它要求支承军事荷载等级（MLC）为30（27000kg，30t）以托盘系统（PLS）的履带式和轮式卡车要求能够穿越跨径为4m的桥接系统。
为了进行比较，HS-20-44型卡车是通过AASH70(1998)规定其军事荷载等级在25~30之间。
对于轻型配置的桥接系统，整车的质量通常要比桥梁的质量要大，比如，过桥车辆在动力冲击荷载作用下的在结构的内的应力比那些在静载状态下有显著的增加。
Franklin(1998)等人探讨了便携式木桥系统上对于以不同的车速在粗糙和光滑的路面条件下的过车荷载，研究表明车速也和路面条件一样对桥的动力荷载有很大的影响，研究表明，光滑路面条件下的动力荷载挠度是静挠度的1.13倍，粗糙的路面条件下导致的挠度是静挠度的1.44倍。
为提出在军事桥接的三方设计和过桥设备桥接系统的冲击荷载的测试准则，这个准则是由美国，英国，德国联合开发设计的准则，为使盟国部队桥梁桥接规范标准化，车辆荷载的冲击系数增加到1.2，目前研究讨论了美国陆军对于新开发的短跨复合桥接系统的汽车动力荷载的发展，目的是评价目前的Trilateral Design和Analysis Group(2005)的研究中对于短跨桥的研究是否足够，并且提供额外的变量来观察动力冲击荷载的影响，论文考虑了履带式和轮式车辆用于描述桥梁系统和探讨了每个因素产生的冲击荷载。
试验步骤和过程
根据美国陆军要求，在完全的工作荷载下，在研究中对轻型桥的厚度规定为100mm，其最大挠度为150mm，此桥由两个轻型桥组成，每个5.6m长，0.76m 宽，100mm厚，重340kg（每个）。
轻型桥的表面由碳/环氧组成，核心由蜂窝玻璃纤维/泡沫网状层叠物组成。
对于更多的相关短跨径轻型桥的知识看Robnson 和Kosmatka(2008a,b)。
桥的试验场地在马里兰.阿伯丁试验场，过车场地位于一片未开发的土地上，测量沟深20cm深，4.8m宽，沟的两个边缘分别放置为20cm*20cm的木制桥台，
它与土壤表面水平，分离的木材被放置在桥台之间，以防止过桥车辆引起的相对位移，所有的试验布置说明在图1中已经给出。
现讨论两个不同的车辆：一种是履带式车辆，另一种是轮式车辆。
这两种车为履带式装甲车M113型和轮式托盘式卡车。
图2 为两辆车的图片，所有的汽车都为满载。
在表1 和图3中给出了两辆汽车的轴距和载重，每辆汽车由有驾驶经验的司机从8km/h到最大速度为24km/h的速度过桥。
在每个轻型桥下部表面装有应变计来测量应变，车辆过桥试验开始前，对于每辆车进行静态应变测量，汽车缓慢驶向轻桥且每根轴依次停在跨中，测量并记录每辆车的最大静态应变，图4中为在跨中每个托盘式卡车轴重下的静态应变测量。
结果
在每辆车上所获得的与时间历程和速度相对应的冲击系数（动应变与静应变的比），过桥速度是从第一个轴到最后一个轴的长度和轻桥的长的总和除以过桥时间来确定。
平均过桥速度和冲击系数是由每个过桥速度测量的。
表2中概括了每辆车的最大测量的冲击系数和相应的车速。
M113型装甲运输车
M113型装甲运输车的速度变化从8km/h到最大速度为24km/h。
图6为过桥速度为18kN/h时的应变时间历程图，从图5 中可以很明显的看到，车速大于10km/h 时，冲击系数随时间增大，在速度为18km/h时，冲击系数达最大值1.12，然后，车速超过22km/h时，冲击系数小于1.0。
图6中M113型装甲车对于每次过桥都会产生的单一的应变。
托盘式卡车
托盘式卡车的速度变化从8km/h到最大速度为12km/h共9次过桥。
图7为与速度有关的托盘式卡车的冲击系数图，很明显可以看到在车速为9km/h时最大冲击系数达到1.71，在车速上较小增加（12km/h），其冲击系数很明显减小到1.24。
图8 所示，以9km/h的速度过桥的应变时间历程。
图示为不同轴的不同冲击，有三个轴的冲击超过了静态应变，其他两轴的冲击略小于精应变。
讨论
从试验的结果中，三方设计和测试规范的冲击系数要求为1.2。
M113型装甲车的冲击系数要低，而托盘式卡车的冲击系数很明显超过了设计冲击系数。
对于所有的车辆，可观察到的测量冲击与过桥车速有关，冲击系数在最低和最高的车速条件下都小于最大冲击系数。
从应变时间历程来看，M113型装甲车过桥导致了单点的冲击，而托盘式卡车对于每个车轴都有不同的冲击反应。
对于托盘式卡车，从随速度变化的冲击系数和应变的时间历程中可以发现，托盘式卡车过桥跨中时轴所处的位置的频率，在车速为9km/h时发生共振。
根据实际观察，总结出车辆配置（重量和轴距）与过桥车速和桥梁的抗弯刚度有关，且对动力冲击荷载又着很大的影响。
结论
对于两种不同的军事车辆所测得的动力冲击系数值由1.12到1.71。
这个冲击系
数是根据车辆的配置和过桥速度来测得的。
本文中，研究表明车/桥系统共振频率的激发对扩大短跨径桥梁系统的动力荷载有很大的影响，目前正进行车/桥系统的动力响应的研究，也探讨了对于不同的车轴配置的动力冲击荷载。