地道桥竖向自振频率研究
钢结构人行天桥自振频率影响因素研究
钢结构人行天桥自振频率影响因素研究摘要城市化进程的不断加快对行人出行安全带来新的问题和挑战，城市道路交叉口往往都会修建人行天桥以保障行人的安全通行。
钢结构人行天桥以其自重轻、强度高的特点被广泛采用，根据规范中频率设计法要求，其自振基频不能超过3Hz，这对人行天桥的设计提出了更高的要求。
本文以某一结构人行天桥为例，采用有限元结构分析方法，分别分析主梁参数、约束条件两项变量对人行天桥自振频率的影响，从而改善桥梁结构的合理性，提高结构的安全性和舒适度。
关键词钢结构人行天桥自振频率主梁参数约束条件0 引言钢结构在恒载和活载作用下，变形及内力易满足设计要求，因此在设计时一般重点考虑其动力特性[1-2]。
如何优化钢结构人行天桥的设计，满足频率设计要求，对于保障桥梁结构和行人的安全具有重要的工程意义。
我国CJJ69—95《城市人行天桥与人行地道技术规范》提出的频率设计法规定[3]：人行天桥的竖向自振频率应不小于3Hz，因此文章以频率分析为主线，利用软件仿真分析，选取了梁高、跨径和约束条件几个参数，对钢人行天桥设计合理性展开研究，以期为同类桥梁设计提供借鉴意义。
1 频率设计法人行天桥主要活载为人群荷载，人群荷载一般取5kN/m2，在组合条件，对结构产生的挠度和应力值也远小于允许值，具有较大的安全储备。
根据桥梁的实际使用工况，正常行人的走步频率介于1.6～2.4Hz之间，为避免共振，提高行人的安全感，我国规范要求自振频率应不小于3Hz。
综上，频率设计法是人行天桥的典型计算方法。
对于钢结构人行天桥，在满足应力、挠度限制的基础上，通过调整钢结构梁体参数和边界约束条件，使梁体自振频率满足规范要求。
2 有限元建模以某一字型简支钢箱梁人行天桥为例建模，天桥跨径为23.8m，钢箱梁净宽4.5m，两侧栏杆各0.15m，全宽4.8m。
钢箱梁材料均采用Q355，梁高为100cm。
桥面铺装为40mm厚CF40钢纤维混凝土。
采用Midas Civil 2019有限元分析软件对全桥进行建模分析，定义自重荷载、二期恒载和人群荷载，将荷载转化为质量以便进行自振频率计算分析。
桥梁结构自振频率分析
桥梁结构自振频率分析桥梁作为重要的交通基础设施，在现代社会发挥着关键的作用。
为了确保桥梁的安全性和稳定性，了解桥梁结构的自振频率是十分重要的。
本文将对桥梁结构自振频率的分析方法进行探讨。
一、概述桥梁结构的自振频率是指桥梁在自由振动状态下的频率。
当有外力作用于桥梁时，如果该外力的频率接近桥梁结构的自振频率，就会引发共振现象，对桥梁结构造成严重的破坏。
因此，准确计算和分析桥梁结构的自振频率对于桥梁设计和工程管理至关重要。
二、自振频率的分析方法1. 常规方法常规方法是通过对桥梁进行有限元分析来计算自振频率。
该方法可以精确计算桥梁的自振频率，但需要较为复杂的计算过程和大量的计算资源。
2. 经验公式经验公式是通过已有的桥梁结构的实测数据得出的近似计算公式。
这种方法可以用较简单的方式估算出桥梁的自振频率，适用于初步设计和快速评估。
三、影响自振频率的因素1. 桥梁的几何形状桥梁的几何形状对其自振频率有直接影响。
通常情况下，桥梁的自振频率与其长度、宽度、高度等几何参数有关。
2. 材料的物理性质桥梁材料的物理性质也是影响自振频率的重要因素。
不同材料具有不同的弹性模量和密度，这将直接影响桥梁的自振频率。
3. 桥梁的边界条件桥梁的边界条件也会对自振频率产生影响。
边界条件包括支座刚度、支座类型等，这些条件会改变桥梁的自由度，从而改变其自振频率。
四、自振频率的应用桥梁结构的自振频率不仅是用于评估桥梁的稳定性和安全性，还可以应用于其他方面。
例如，在桥梁的施工过程中，可以通过监测桥梁的自振频率来判断桥梁的质量和施工工艺的合理性。
五、案例分析以某桥梁为例，采用常规方法进行桥梁结构的自振频率分析。
通过有限元分析软件对桥梁进行建模，并设置边界条件和材料属性，最终得出桥梁的自振频率。
六、结论桥梁结构的自振频率分析是确保桥梁安全性和稳定性的重要手段。
常规方法和经验公式是常用的分析方法，根据实际情况选择适用的方法进行分析。
考虑桥梁的几何形状、材料的物理性质和边界条件等因素，可以更准确地计算桥梁的自振频率。
建筑以模态分析方法识别铁路桥梁的自振频率
以模态分析方法识别铁路桥梁的自振频率摘要：桥梁的自振频率是研究桥梁结构动力性能的基础，以往的常规测试方法准确度较低。
文章通过对比试验分析，论证了采用力锤激励的模态分析方法能够得到比较精确的桥梁自振频率。
并简单介绍了地震反应谱。
关键词：模态分析混凝土梁自振频率识别地震反应谱中图分类号：文献标识码：AIdentify Natural Frequency of Railway Bridge by ModeAnalysis MethodGengyuan Zhang( College of Civil Engineering and Architecture, Southwest University of Science and Technology, Architecture and Civil Engineering 2011)Abstract：Natural frequency of bridge is a basic research for the structure of bridge’s dynamic performance. The past conventional testing method is in low accuracy. In this thesis, through the analysis of contrast test, it’s proving the mode analysis method of force-hammer excitation can get more accurate natural frequency of bridge.Andthen it briefly introduces earthquake response spectrum.Key words：mode analysis; concrete bridge; identify natural frequency;earthquake response spectrum引言工程地震作用计算理论通过一个多世纪的发展，大致趋于成熟。
《2024年人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》范文
《人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》篇一一、引言随着城市交通的快速发展，步行桥作为城市交通的重要组成部分，其安全性与舒适性日益受到人们的关注。
人行激励下的步行桥竖向振动问题，尤其是其减振措施，成为研究的热点。
调频质量阻尼器（Tuned Mass Damper，简称TMD）作为一种有效的减振装置，被广泛应用于建筑、桥梁等结构的减振控制。
本文将针对人行激励下步行桥的竖向TMD减振进行详细的分析。
二、步行桥竖向振动问题概述人行激励下的步行桥竖向振动主要来源于行人行走、风雨荷载等因素。
这些激励会导致桥面产生振动，进而影响行人的舒适度，甚至可能对桥梁结构造成损害。
因此，如何有效地控制这种竖向振动，成为亟待解决的问题。
三、TMD减振原理及在步行桥中的应用TMD是一种被动控制装置，通过调整其质量和弹簧刚度，使其固有频率接近于激励频率，从而达到减振的目的。
在步行桥中，TMD通常被安装在桥面或桥墩上，通过吸收振动能量，减少桥梁的振动响应。
四、人行激励下步行桥竖向TMD减振分析4.1 模型建立本文采用有限元方法建立步行桥的力学模型，考虑人行激励、桥梁结构、TMD装置等因素。
通过输入行人行走的激励数据，模拟出桥面的竖向振动。
4.2 TMD参数优化针对不同结构和激励条件下的步行桥，通过调整TMD的质量、弹簧刚度和阻尼等参数，优化其减振效果。
采用频域分析和时域分析相结合的方法，对TMD的减振效果进行定量评估。
4.3 减振效果分析在优化TMD参数的基础上，分析其在人行激励下的减振效果。
通过对比有TMD装置和无TMD装置的桥面振动数据，得出TMD对步行桥竖向振动的减振效果。
同时，考虑不同行人流量、风速、雨量等环境因素对TMD减振效果的影响。
五、结论通过本文的分析，可以得出以下结论：（1）TMD作为一种有效的减振装置，在人行激励下的步行桥竖向振动控制中具有显著的减振效果。
（2）TMD的减振效果受其参数（如质量、弹簧刚度和阻尼等）的影响较大，需要通过优化参数来达到最佳的减振效果。
建筑以模态分析方法识别铁路桥梁的自振频率
以模态分析方法识别铁路桥梁的自振频率摘要：桥梁的自振频率是研究桥梁结构动力性能的基础，以往的常规测试方法准确度较低。
文章通过对比试验分析，论证了采用力锤激励的模态分析方法能够得到比较精确的桥梁自振频率。
并简单介绍了地震反应谱。
关键词：模态分析混凝土梁自振频率识别地震反应谱中图分类号：文献标识码：AIdentify Natural Frequency of Railway Bridge by ModeAnalysis MethodGengyuan Zhang( College of Civil Engineering and Architecture, Southwest University of Science and Technology, Architecture and Civil Engineering 2011)Abstract：Natural frequency of bridge is a basic research for the structure of bridge’s dynamic performance. The past conventional testing method is in low accuracy. In this thesis, through the analysis of contrast test, it’s proving the mode analysis method of force-hammer excitation can get more accurate natural frequency of bridge.Andthen it briefly introduces earthquake response spectrum.Key words：mode analysis; concrete bridge; identify natural frequency;earthquake response spectrum引言工程地震作用计算理论通过一个多世纪的发展，大致趋于成熟。
钢结构人行桥自振频率影响因素及其分析
第2P总第262期)2021年2月URBAN ROADS BRIDGES&FLOOD CONTROL桥梁结构D01:10.16799/ki.csdqyfh.2021.02.013钢结构人行桥自振频率影响因素及其分析叶涛!，李亚平"，肖海波1(1.宁波市城建设计研究院有限公司，浙江宁波315012；2•宁波市供排水有限公司工程建设管理分公司，浙江宁波315041)摘要：城市钢结构人行天桥竖向自振频率为设计控制要素之一。
提出了影响桥梁自振频率的因素，并通过有限元分析软件梁单元模型进行分析计算，研究了结构型式、梁高及桥面铺装对桥梁自振频率的影响。
得到的相关结论可对同类工程起到借鉴参考意义。
关键词：钢结构；人行天桥；自振频率中图分类号：U448.11文献标志码：A文章编号：1009-7716(2021)02-0048-030引言城市进程，人行过天桥及公天桥来多。
伴人们日渐提高的审，新的人行天桥相来结构有频率的，行人[常行频，人-桥振，人行桥L 振⑴人行桥对人行桥共振提的设计要有频率响分析城市人行天桥人行(CJJ69—1995)频率£法，要竖向自振频率3Hz。
人行天桥的过振行人来，对结构有一影响有要对人行天桥的竖向振及其影响因素进行深入研究。
1影响桥梁自振频率的因素结构的自振频率公式Y#(%)]2d%!2二一!-------------------------------------------------------------]°&(%)[Y(%)]2d%+"m(Y?(1)(2)式!为圆频率;/为频率；*为模；/为面；$(%)为位移形状函数；Y(为质点&的振幅;&为平均质；I为桥梁跨式(1)、式(2)可知，桥梁的自振频率与以下因素有关：收稿日期：2020-07-17作者简介：叶涛(1989―),男，硕士，工程师，从事桥梁设计工作。
《人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》
《人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》篇一一、引言随着城市交通的日益繁忙，步行桥作为城市交通的重要组成部分，其安全性和舒适性越来越受到人们的关注。
然而，在人行激励下，步行桥的竖向振动问题往往会对行人的行走舒适度产生不良影响，甚至可能对桥梁结构造成损害。
为了解决这一问题，本文提出采用调频质量减震器（TMD）进行步行桥的竖向减振分析。
二、TMD减振原理TMD是一种被动控制结构，通过与主结构相连的附加质量块和弹簧系统，产生与主结构相反的振动，从而实现对主结构的减振效果。
在步行桥的竖向振动控制中，TMD通过调节自身频率和阻尼比，使系统在受到人行激励时产生相反的相位，从而达到减小桥梁竖向振动的效果。
三、人行激励下步行桥竖向振动分析人行激励是步行桥竖向振动的主要来源之一。
在行人步行过程中，由于行走频率和步态的不确定性，使得人行激励具有随机性。
这种随机性会对桥梁结构产生复杂的动态响应，导致桥梁出现竖向振动。
为了准确分析人行激励下步行桥的竖向振动，本文采用有限元方法和随机振动理论进行建模和分析。
四、TMD减振效果分析为了验证TMD在步行桥竖向减振中的效果，本文采用数值模拟和实验研究相结合的方法进行分析。
首先，通过有限元软件建立步行桥模型，并设置不同参数的TMD进行模拟分析。
结果表明，在合适的TMD参数下，可以有效减小步行桥的竖向振动。
其次，通过实验研究进一步验证了TMD的减振效果。
实验结果表明，TMD能够显著降低人行激励下步行桥的竖向振动幅度和加速度响应。
五、参数优化及影响因素分析在TMD减振效果分析的基础上，本文进一步对TMD的参数进行优化。
通过改变TMD的质量、弹簧刚度和阻尼比等参数，寻找最优的减振效果。
同时，本文还分析了人行激励的频率、步态以及桥梁结构特性等因素对TMD减振效果的影响。
结果表明，合适的TMD参数和人行激励条件下的桥梁结构特性对TMD的减振效果具有重要影响。
六、结论本文通过对人行激励下步行桥竖向TMD减振分析，得出以下结论：1. TMD作为一种被动控制结构，在步行桥的竖向减振中具有显著效果。
桥墩自振频率的简化计算方法的研究及其应用
桥墩自振频率的简化计算方法的研究及其应用首先，我们需要了解桥墩的自振频率是指桥墩在无外力作用下，由于其自身的弹性特性产生的振动频率。
桥墩的自振频率与桥墩的结构形式、材料特性以及其他外力等因素有关。
一般情况下，桥墩的自振频率是通过解桥墩的动力学方程求解得到的。
然而，桥墩的实际计算模型非常复杂，涉及到大量的动力学参数和复杂的计算方法。
为了简化计算过程，研究人员提出了许多简化计算方法，其中最常用的是刚性单自由度模型和柔性单自由度模型。
刚性单自由度模型是一种简化的桥墩计算模型，它假设桥墩是刚性的、单自由度的，并假设桥墩的质量集中在一个自由度的质点上。
在这种模型下，可以通过求解质点的运动方程得到桥墩的自振频率。
该简化方法适用于桥墩高度较小、结构简单且刚性较高的情况。
柔性单自由度模型是另一种常用的简化计算方法，它考虑了桥墩的柔性特性，并假设桥墩可以近似为一个单自由度弹性系统。
在这种模型下，可以通过求解弹性系统的运动方程得到桥墩的自振频率。
该简化方法适用于桥墩高度较大、结构复杂且柔性较高的情况。
除了以上简化计算方法，近年来还出现了许多其他的计算方法，如多自由度模型、时程分析等。
这些方法在一定程度上可以提高桥墩自振频率的计算精度和适用范围。
桥墩自振频率的计算方法在工程实践中有着重要的应用价值。
首先，桥墩的自振频率是桥梁结构设计和施工的重要参数之一、通过准确计算桥墩自振频率，可以为桥梁设计提供科学依据，保证桥梁在使用过程中的稳定性和安全性。
其次，桥墩自振频率的计算方法还可以用于桥梁结构的振动监测和健康评估。
通过实测桥墩的振动频率，并与计算得到的自振频率进行对比，可以评估桥梁的结构健康状况，及时发现存在的问题，并采取相应的措施进行修复和加固。
此外，桥墩自振频率的计算方法还可以应用于桥梁的抗震设计。
在地震作用下，桥墩的自振频率和振动特性将对桥梁的抗震性能产生重要影响。
通过准确预测桥墩的自振频率，可以为桥梁的抗震设计提供理论依据，确保桥梁在地震中的安全性。
浅析京广线某桥梁自振频率的检测
浅析京广线某桥梁自振频率的检测摘要：对于承受列车荷载作用的铁路桥梁结构, 其动力性能是设计和检定部门关注的重要指标, 而桥梁的自振频率又是研究结构动力性能( 如振幅、动应力等) 的基础，是表征桥梁动特性、检验桥梁动力性能的重要指标。
目前，其测试与分析方法比较繁杂，常见的有普通地脉动法、车辆余振法及模态试验分析法(包括力锤敲击及环境激励两类方法)。
本文是通过现场采用普通地脉动法实测桥梁自振频率与建立Midas单片梁模型分析自振频率相比较，以此来提高工作效率和检测质量。
关键词：铁路运输；自振频率；检测；模型普通地脉动法是目前最广泛使用的一种方法。
试验方法是将超低频测振仪器, 分别安放在被测的梁体上, 通过测取列车间隔较大时的环境激振( 地脉动) 得到的信号, 进行频谱分析, 得到相应梁的自振频率[1]。
为了增加工作效率和检验现场测试数据的准确性，在现场实测前，利用Midas软件对现场梁体进行模拟，利用软件分析梁体的自振频率。
为此，选择京广线某桥第5孔梁作为检测对象。
一、桥梁概况京广线某桥为14孔32m预应力混凝土T形梁，标准图号专桥9700，支座为高度0.48m的摇轴支座，片石混凝土T形桥台，片石混凝土圆端形桥墩，墩台基础均为钢筋混凝土钻孔桩。
桥上线路直线平坡。
现场检测选用第5孔梁。
二、Midas软件模拟分析单片梁模型简化为两部分，两者之间为刚性连接，上部为板单元，厚度30mm，板宽2050mm；下部为梁单元，截面尺寸基本按照图纸（专桥9700）进行设计；模型整体横截面高2530mm，宽2050mm，按简支梁进行边界支撑。
左右两片梁间用虚横梁刚性连接，基本间隔为0.5米。
单片梁重（包括防水层）为127.2t。
单片梁桥面线路重量以1.6t/m计，人行道及栏杆重量以0.15t/m计，将上部附加荷载转换为质量，以均布压力荷载的形式作用在板单元上。
为简化工作量，模型忽略了内部钢筋骨架。
模型分析后，计算自振频率为 3.24Hz。
桥墩自振频率的简化计算方法的研究及其应用
桥墩自振频率的简化计算方法的研究及其应用桥墩自振频率是指桥墩在受到外力作用下，自身产生的振动频率。
桥墩自振频率的计算对于桥梁的设计和安全评估具有重要意义。
本文研究了桥墩自振频率的简化计算方法及其应用。
首先，桥墩自振频率的计算需要考虑桥墩的结构特点、材料性质、外部荷载等因素。
传统的计算方法通常采用有限元分析等复杂的数值模拟方法，计算量大、计算时间长，不适用于实际工程中的快速计算。
为了解决这一问题，本文提出了一种基于经验公式的简化计算方法。
该方法基于桥墩的几何形状和材料性质，通过经验公式计算出桥墩的自振频率。
具体而言，该方法将桥墩视为一个简谐振动系统，根据桥墩的质量、刚度和阻尼等参数，采用经验公式计算出桥墩的自振频率。
为了验证该方法的准确性和可靠性，本文对多座不同类型的桥墩进行了实测和计算。
实测结果表明，该方法计算出的桥墩自振频率与实测结果相符合，误差较小，证明了该方法的可行性和有效性。
最后，本文将该方法应用于桥梁的设计和安全评估中。
通过计算桥墩的自振频率，可以评估桥梁的结构稳定性和抗震能力，为桥梁的设计和安全评估提供了重要的参考依据。
综上所述，本文研究了桥墩自振频率的简化计算方法及其应用，为桥梁的设计和安全评估提供了一种快速、准确的计算方法。
混凝土桥梁设计中的自振频率分析
混凝土桥梁设计中的自振频率分析一、背景介绍混凝土桥梁作为一种常见的道路交通建筑，其设计中需要考虑到桥梁的自振频率，以保证桥梁在行车时的稳定性和安全性。
自振频率是指桥梁自身振动的频率，其与桥梁的结构和材料等因素密切相关。
二、自振频率分析的目的自振频率分析的主要目的是为了确定桥梁结构的自振频率，并根据结果进行相应的调整和优化，以确保桥梁在运行时的稳定性和安全性。
同时，自振频率分析还可以为桥梁的维修和加固提供重要的参考依据。
三、自振频率分析的方法自振频率分析的方法主要包括理论计算和实验测量两种。
1. 理论计算理论计算是指根据桥梁的结构和材料等因素，通过数学公式和计算方法计算出桥梁的自振频率。
常用的理论计算方法包括杆件模型法、板壳模型法、有限元法等。
杆件模型法是一种简单的理论计算方法，通常适用于简单结构的桥梁。
该方法将桥梁简化为一根根杆件，根据杆件的长度、横截面积、材料等参数计算出其自振频率。
板壳模型法是一种适用于平面结构的理论计算方法，其将桥梁视为一块平板或一片壳体，通过计算平板或壳体的自振频率来确定桥梁的自振频率。
有限元法是一种较为精确的理论计算方法，它将桥梁划分为一个个小的单元，并根据单元的形状、大小、材料等参数计算出其自振频率，最后将所有单元的自振频率综合起来，得到桥梁的自振频率。
2. 实验测量实验测量是一种直接测量桥梁自振频率的方法，其主要通过振动台实验和激励响应实验两种方式进行。
振动台实验是将桥梁放置在振动台上，通过振动台产生的激励来测量桥梁的自振频率。
该方法适用于小型桥梁和模型桥梁的自振频率测量。
激励响应实验是在桥梁上施加外部激励，通过测量桥梁的响应来确定其自振频率。
该方法适用于大型桥梁的自振频率测量。
四、自振频率分析的影响因素桥梁的自振频率受多种因素的影响，主要包括桥梁的结构形式、材料性质、截面尺寸、支座刚度、荷载等。
1. 结构形式不同结构形式的桥梁，其自振频率也会有所不同。
例如，悬索桥的自振频率通常较高，而拱桥的自振频率则较低。
以自振频率校验系数直接评定梁桥承载能力的方法
以自振频率校验系数直接评定梁桥承载能力的方法在梁桥的设计或检测中，评定梁桥承载能力是一个重要的问题。
传统的评定方法存在一些问题，如需要对桥梁进行致动试验或观测，对桥梁进行大量的检测工作等，这些都会增加评定成本和周期。
本文介绍了以自振频率校验系数直接评定梁桥承载能力的方法。
自振频率校验系数法是一种利用结构的固有频率特征来评定结构承载能力的方法。
它是一种基于结构动力学理论的评定方法，利用结构的固有振动特性来判断其力学性能，而不需要对结构进行负载试验或大量的检测工作。
自振频率校验系数法适用于单自由度结构和多自由度结构的评定。
对于单自由度结构，仅考虑其第一振型的自振频率即可评定结构的承载能力。
对于多自由度结构，则需考虑其所有振型的自振频率及其模态贡献率来评定承载能力。
自振频率校验系数法的基本思想是：当受到一定的荷载时，结构固有频率会发生变化，频率变化的大小与荷载大小相关。
根据结构动力学理论，只要结构的自振频率发生变化，结构的刚度或质量必然会改变。
因此，可以通过测量结构在不同状态下的自振频率来判断结构的承载能力。
测量结构的自振频率可以采用现代振动测试技术实现，如加速度计、激光测振仪等。
在测量前，需对结构进行一定的准备工作，如去除结构的附属构件，切断结构与地面的接触等，以达到结构单自由度条件下的测试要求。
1.测量梁桥不同状态下的自振频率，如未受荷载、受轻载、受中载、受重载等状态下的自振频率；2.计算不同状态下的自振频率变化率，即自振频率校验系数。
自振频率校验系数的计算公式为：k=(f2-f1)/f1式中，k为自振频率校验系数；f1为结构受轻载状态下的自振频率；f2为结构受中载、重载状态下的自振频率。
3.判断梁桥的承载能力。
根据结构动力学理论，当荷载增加时，结构的自振频率会降低，因此，自振频率校验系数越大，说明结构的承载能力越高；反之，则说明结构的承载能力越低。
总之，自振频率校验系数法是一种基于结构固有频率特征来评定梁桥承载能力的方法，具有快速、准确、科学、可靠等优点，为梁桥的设计和检测提供了一种有效的评定方法。
以自振频率校验系数直接评定梁桥承载能力的方法
以自振频率校验系数直接评定梁桥承载能力的方法梁桥的承载能力是指其能够承受的荷载大小。
为了评定梁桥的承载能力，需要进行相应的试验和分析。
本文介绍一种以自振频率校验系数直接评定梁桥承载能力的方法。
自振频率是梁桥结构的固有特性之一，可以反映梁桥的刚度和质量分布情况。
梁桥的自振频率是指在自由振动状态下，梁桥产生的共振频率。
如果梁桥在荷载作用下频率降低，表明梁桥的刚度减小，承载能力下降。
可以利用自振频率的变化来评定梁桥的承载能力。
本方法主要基于自振频率校验系数。
自振频率校验系数是指在已知自振频率下的一种修正系数，校验系数越小，梁桥的刚度越低，承载能力越低。
通过实测梁桥的自振频率，并结合计算，可以得到梁桥的自振频率校验系数。
评定梁桥的承载能力的步骤如下：1. 实测自振频率：使用测振仪等仪器对梁桥进行振动测试，得到自振频率。
2. 计算标准自振频率：根据梁桥的几何参数和材料特性，使用相应的公式计算得到标准自振频率。
3. 计算自振频率校验系数：将实测自振频率与标准自振频率进行对比，得到自振频率校验系数。
计算公式如下：校验系数 = 实测自振频率 / 标准自振频率4. 评定承载能力：根据自振频率校验系数，可以直接评定梁桥的承载能力。
校验系数越小，说明梁桥的承载能力越低。
通常，当校验系数小于0.9时，需要对梁桥进行检修或加强加固。
需要注意的是，以上方法只适用于评定梁桥的承载能力，并不能准确测定承载能力的具体数值。
为了得到更准确的梁桥承载能力评定结果，还需要考虑梁桥的其他因素，如材料的疲劳性能、梁桥的变形情况等。
在实际评定梁桥承载能力时，应综合考虑多个因素，以确保评定结果的准确性和可靠性。
探讨土木工程中的桥梁自振频率分析
探讨土木工程中的桥梁自振频率分析桥梁是土木工程中的重要组成部分，其稳定性和安全性是保障交通畅通的关键所在。
而桥梁的自振频率分析则是评估桥梁结构可靠性的重要工作之一。
本文将探讨土木工程中桥梁自振频率分析的相关内容。
桥梁自振频率是指桥梁结构在受到外界激励时，由于惯性力和弹性力的相互作用而引起的振动频率。
了解桥梁的自振频率有助于评估其结构的稳定性和抗震性能。
因此，在桥梁设计和建设过程中，对桥梁的自振频率进行分析并采取相应的对策是非常重要的。
桥梁的自振频率与多种因素相关，包括桥梁的结构形式、材料特性、支座条件以及交通荷载等。
其中，桥梁的结构形式是影响自振频率的重要因素。
根据桥梁的结构形式，可以将桥梁分为梁桥、拱桥、悬索桥等不同类型。
不同类型的桥梁具有不同的自振频率特性。
例如，悬索桥通常具有较高的自振频率，而拱桥则具有较低的自振频率。
此外，桥梁的材料特性也会影响其自振频率。
例如，钢结构桥梁由于具有较高的刚度和轻巧的设计，相对于混凝土结构桥梁而言，其自振频率通常较高。
在桥梁设计中，工程师通常会选择适当的材料，以满足桥梁的自振频率要求。
在桥梁的自振频率分析中，还需要考虑桥梁的支座条件。
桥梁的支座是支撑桥梁的关键部分，对桥梁的自振频率有直接影响。
支座的刚度和强度会影响桥梁的振动响应。
因此，工程师需要对桥梁的支座条件进行合理设置，以确保桥梁的自振频率在合理范围内。
此外，交通荷载也是影响桥梁自振频率的重要因素之一。
交通荷载对桥梁结构施加的动力荷载会引起桥梁的振动，进而影响其自振频率。
在桥梁设计和施工过程中，工程师需要合理估计和考虑交通荷载对桥梁自振频率的影响，以确保桥梁的安全稳定。
为了进行桥梁自振频率分析，工程师通常采用数值模拟方法。
数值模拟方法可以通过建立桥梁的有限元模型，模拟桥梁的振动响应，并计算出桥梁的自振频率。
在建立有限元模型时，需要考虑桥梁的几何形状、材料特性和边界条件等。
通过调整这些参数，可以得到各个模态的自振频率。
铁路双线连续钢桁梁桥竖向有载自振频率研究
频率 ， 与文献［ ］ 并 ３ 的结 果 进 行 了 比较 。结 果 表 明 ， 列 丰 同 ２列
时 上桥 且 满 布 桥 粱 时桥 梁 的 竖 向 有 栽 自振 频 率 比 ｌ列 列 车 满
布 桥 梁 时桥 梁 的 竖 向有 载 自振 频 率 偏 小 ， 相 应 无 栽 自振 频 率 与 的 最 大偏 差 为 ６ ０ ２ ％ ， 呈 周 期 性 变化 。 ．４ ５ 也
图 １ 列车 自左 侧 上 桥 时 车一 系统 计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ算 模 型 桥
与桥梁 的有 载 自振 频 率 吻 合 时 ， 发 生 共 振 现 象 。 将
文献 ［ ］ ２ 中也 指 出 ： 当列 车 以一 定 速 度 匀 速通 过 桥 梁 时， 具有相 同长度 的 多辆 车辆 的轴 重荷 载 对桥 梁 的动 力作 用相 当于一个 周 期性 荷 载 ， 如果 这 个 周期 性 荷 载 的频 率的 整数 倍 与 桥 梁 某 一 竖 向有 载 自振 频 率 相 等
每辆 车有 ４个轴 ， 车体 理 想 化 为具 有 沉 浮 自由度 和点 头 自由度 的 刚 体 ； 向架 的 质 量 平 均 分 配 给 车 体 和 转
４个 轮对 ； 车辆 的两 系 竖 向悬 挂 弹簧 看 作 串联 线 性 弹
簧， 刚度系 数 用 等 效 刚 度 系数 代 替 ； 各个 轮 对 与 钢
收 稿 日期 ：０ ０—１ —３ 修 回 日期 ：０ ０一ｌ ２１ １ ０； ２１ ２—３ １ 基 金项 目 ： 道部 科 技 研 究 开 发计 划 项 目（ ０７ ０ ８ 铁 ２０Ｇ ２） 作 者 简 介 ： 剑莹 （ ９７ ） 女 ， 师 ，０ ３年 毕 业 于 石 家 庄 铁 道 学 院 任 １７一 ， 讲 ２０ 道 路 与铁 道工 程 专 业 ， 学 硕 士 ， — ａｌａｅ１７ ＠ｓ ａ ｃｍ。 工 Ｅ ｍ ｉ ｒｎ９ ７ ｉ ．ｏ ： ｎ
郴江大道孔家洞大桥竖向固有振动分析
郴江大道孔家洞大桥竖向固有振动分析王解军王明明（湖南大学）摘要：介绍郴江大道孔家洞大桥概况；考虑预应力建立主跨竖向固有振动方程；从理论上分析预应力对主跨竖向固有振动的影响；考虑变刚度建立主跨有限元计算模型，运用大型有限元分析软件ANSYS分析变刚度对主跨竖向固有振动的影响；最后对主跨基频的理论计算结果、ANSYS计算结果与实验结果进行对比。
关键词：主跨竖向固有振动预应力变刚度理论分析ANSYS 实验结果0 引言固有振动反映振动系统的固有特性，是研究一切振动问题的基础。
简支梁的固有振动是表1 主跨各参数取值2 基本理论方程建立主跨的计算简图，见图3。
图3 主跨计算简图图中，N 为预应力；E 为材料弹性模量；I 为截面惯性矩；m 为主跨单位长度质量；x 为横坐标；v 为竖向位移；t 为时间；L 为梁长。
且假定预应力N 不沿梁长改变，也不随时间变化，,EI m 沿梁长均为常量，预应力N 为轴向压力，本文力以压力为正。
主跨为简支梁，其竖向固有振动方程为4224220v v v EINmxxt∂∂∂++=∂∂∂ （1）令解的形式为 (,)()()v x t x Y t φ=（2）最终可得1234()sin cos sinh cosh x D x D x D x D x φδδεε=+++ （3）式中 δ=ε=24m w a EI=2N g E I=3 理论分析预应力对主跨竖向固有振动的影响将主跨的边界条件代入式(3),可得圆频率与振型结果为()n N ω=(8)Lx1()sinn n x D x Lπφ= (9)从式(8)、(9)中可以看出，预应力的作用分别使得主跨各阶竖向固有频率降低，但预应力不会改变主跨的各阶竖向振动振型。
令(0)n ω为预应力0N =时主跨竖向第n 阶固有频率，则(0)n ω=又令γ=N 的无量纲因子，引入参数()/(0)n n n N βωω=，此参数反映预应力对竖向第n 阶固有频率的影响，有n β=当1,2,3n =时，n β随γ的变化曲线见图4。
以模态分析方法识别铁路桥梁的自振频率
以模态分析方法识别铁路桥梁的自振频率摘要：桥梁的自振频率是研究桥梁结构动力性能的基础，以往的常规测试方法准确度较低。
文章通过对比试验分析，论证了采用力锤激励的模态分析方法能够得到比较精确的桥梁自振频率。
并简单介绍了地震反应谱。
关键词：模态分析混凝土梁自振频率识别地震反应谱中图分类号：文献标识码：AIdentify Natural Frequency of Railway Bridge by ModeAnalysis MethodGengyuan Zhang( College of Civil Engineering and Architecture, Southwest University of Science and Technology, Architecture and Civil Engineering 2011)Abstract：Natural frequency of bridge is a basic research for the structure of bridge’s dynamic performance. The past conventional testing method is in low accuracy. In this thesis, through the analysis of contrast test, it’s proving the mode analysis method of force-hammer excitation can get more accurate natural frequency of bridge. And then it briefly introduces earthquake response spectrum.Key words：mode analysis; concrete bridge; identify natural frequency;earthquake response spectrum引言工程地震作用计算理论通过一个多世纪的发展，大致趋于成熟。
《人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》范文
《人行激励下步行桥竖向TMD减振分析》篇一一、引言随着城市交通的快速发展，步行桥作为城市交通的重要组成部分，其安全性与舒适性日益受到人们的关注。
人行激励下的步行桥竖向振动问题，不仅影响行人的行走舒适度，还可能引发结构疲劳损伤，进而影响桥梁的使用寿命。
为此，研究步行桥的竖向振动控制技术，成为了一项亟待解决的技术难题。
调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper，简称TMD）作为一种有效的减振装置，被广泛应用于各类建筑与结构的振动控制中。
本文将针对人行激励下步行桥竖向TMD减振技术进行深入分析，以期为相关工程实践提供理论支持。
二、TMD减振技术概述TMD是一种被动控制装置，主要通过在结构上附加质量块和阻尼器，利用其与主结构之间的相对运动，消耗结构的振动能量，从而达到减振的目的。
TMD具有结构简单、安装方便、经济性高等优点，被广泛应用于各类建筑与结构的振动控制中。
三、人行激励下步行桥竖向振动分析在人行激励下，步行桥的竖向振动主要由行人的步行频率、桥梁结构自振频率、行人数量等因素决定。
当行人步行频率接近桥梁结构自振频率时，桥梁将产生较大的竖向振动，影响行人的行走舒适度。
因此，对人行激励下步行桥的竖向振动进行分析，是研究TMD减振技术的基础。
四、TMD减振原理及参数设计TMD的减振原理主要基于共振吸能原理。
当主结构的振动频率与TMD的固有频率相近时，TMD将产生与主结构相反的惯性力，从而消耗主结构的振动能量，达到减振的目的。
TMD的参数设计包括质量块、弹簧和阻尼器的选择与配置，这些参数的设计将直接影响TMD的减振效果。
针对人行激励下的步行桥竖向振动问题，需根据桥梁结构的特点、行人步行频率等因素，进行TMD参数的优化设计。
五、TMD减振效果分析通过对人行激励下步行桥竖向TMD减振技术进行实际工程应用与模拟分析，可以发现TMD具有显著的减振效果。
在行人步行频率与桥梁结构自振频率相近时，TMD能够有效地消耗桥梁结构的振动能量，降低桥梁的竖向振动幅度，提高行人的行走舒适度。
桥墩自振频率计算方法发展的文献综述
桥墩自振频率计算方法发展的文献综述 3严盛强 乔 洋摘 要 :通过对国内外的桥墩自振频率的计算方法的发展及研究现状的阐述 ,总结了从能量守恒出发的瑞利法和频率合 成法得到的几种新的公式中所特有的优缺点 ,提出了对桥墩自振频率计算发展的看法 。
关键词 :桥墩 ,自振频率 ,能量法 ,频率合成法 中图分类号 : U 441文献标识码 :A多相关因素以致于过分理想化而造成模型模拟失真1。
同时 ,实际已有的岩土层的地质条件与原设计很难吻合 ,土力学参数也随 各地的地质条件而改变 ,分布复杂且检测困难 ,难以在实际工程 中具体应用 。
与之相比 ,能量法具有物理概念明确 ,且适用范围 广等优点 。
2 国内研究现状2 . 1 在铁路桥梁方面文献 2 将桥墩简化成顶端带有集中质量的悬臂梁 ,地基弹 性变形用转动弹簧和平动弹簧来模拟 ,采用瑞利法推导了桥墩基 频和基底约束刚度的关系 ,根据能量守恒原理推导了不同基础类 型的桥墩基频的计算公式 ,但由于地基约束刚度参数和桥墩本身刚度参数耦合在一起 ,不利于基础约束刚度识别和桥墩结构状态1 概况自振频率是桥墩的一个固有动力特性 ,也是桥墩病害诊断和 状态评定的一个关键性指标 。
若桥墩发生病害 ,如结构产生裂缝 或风化 、局部断裂 、基础冲刷或基础上覆盖层减少 、基础与地基接 触产生了松弛或裂缝等 ,自振频率就会下降 。
桥墩的自振频率直 接反映其工作状态 , 所 以 国 内 外 都 十 分 重 视 自 振 频 率 的 测 试 分 析 ,故研究桥墩结构自振频率的计算 ,具有重要的现实意义 。
自振频率的常用方法桥墩自振频率的近似计算方法主要有 两种 :第一种是按照有限元法采用三维实体单元来模拟桥墩与桩基数值分析方法 ,第二种是从能量原理出发的瑞利法 。
采用有限元建立模型来分析桥墩的动力特性 ,通常用接触单 元或边界元来模拟桩土共同作用 ,不仅计算复杂而且还要考虑较 3 . 1 施工控制1) 成品吊杆的计算长度指 20 ℃,零应力时两端锚具尾端 (外端) 之间的直线长度 。
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文章编号:100128360(2001)022*******地道桥竖向自振频率研究周智辉, 文雨松(中南大学土木建筑学院,湖南长沙 410075)摘 要:结合现场实测资料,提出了地道桥动力特性分析的有限元模型。
运用有限元计算模型,计算了各种类型地道桥的竖向基频,并提出正常状态地道桥竖向基频的经验表达式,为估算正常状态地道桥基频提供一种参考方法。
关键词:地道桥;基频;有限元法中图分类号:TU375 文献标识码:AStudy on perpend icular natural frequency of underground gallery br idgeZHOU Zh i2hu i, W EN Yu2song(C ivil A rch itectural Engineering Co llege,U niversity of Southcentral Ch ina,Changsha410075,Ch ina)Abstract:B ased on field test data,the fin ite elem en t m odel fo r the analysis on the dynam ics characteristic of underground gallery b ridge is p u t fo rw ard.W ith the m odel,the p erp endicu lar basic frequency of differen t typ e underground gallery b ridges are calcu lated and their em p irical fo rm u la in no rm al conditi on has been ob tained. T herefo re a reference m ethod is p rovided fo r esti m ating the basic frequency of underground gallery b ridge in no rm al conditi on.Keywords:underground gallery b ridge;basic frequency;fin ite elem en t m ethod 自振频率是结构的一个重要动力特性指标,也是评定既有结构技术状态好坏的一个关键性指标。
结构技术状态的好坏与其自振频率有着直接关系。
因此,在对既有桥跨结构状态检定时,国内外都十分重视自振频率的计算分析和振动测试。
我国现行铁路桥梁检定规范[1]制定了梁桥等桥梁型式的自振基频参考值,而没有制定地道桥自振基频的参考值。
这样给地道桥的检定工作带来极大的不便,即便桥梁检测部门测试了某地道桥的自振基频,由于缺乏正常状态地道桥基频参考值,也不能判断该桥是否处于正常刚度状态。
因此,研究地道桥的自振频率具有十分重要的工程应用价值。
本文提出了计算地道桥竖向基频(以下简称基频)的有限元模型。
理论计算地道桥基频与实测值吻合较好,表明该理论模型是可靠的。
在此基础上,提出地道桥基频的经验表达式,为桥梁检测部门估算正常状态收稿日期:2000209214;修回日期:2001201203基金项目:铁道部科技开发项目(98G39210)作者简介:周智辉(1976—),男,湖南攸县人,博士研究生。
地道桥基频提供一种参考方法。
1 计算模型与主要假定框架式地道桥可以看作底板支承在弹性地基上,侧墙受侧向土弹性支承的空间框架结构[2]。
本文仅研究地道桥竖向振动的自振频率。
因此,截取单位长度平面变形结构(见图1)计算地道桥的基频能够满足研究的要求。
图1 地道桥平面模型结合地道桥地基土的特点,采取工程上广泛应用的文克尔地基模型。
文克尔假定认为,基础底面任一点所受的压力与地基在该点的沉降量成正比,即P=K S(1)第23卷第2期铁 道 学 报V o l.23 N o.2 2001年4月JOU RNAL O F TH E CH I NA RA I LW A Y SOC IET Y A p ril 2001式中,P为基底压力;S为沉降量;K为基床系数。
基床系数的选取参考文献[3]所提供的交通部第三航务工程局资料汇编的基床系数表。
地基土特性一般是从密实土到极密实土之间变化,因此,基床系数K一般取值为50～200N c m3。
同时,地道桥侧墙也受到侧向土的约束作用,视侧向土为类似弹性地基土的弹性土体,弹性系数同文克尔假定的基床系数。
在确定地道桥计算模型时,依照一般桥梁自振特性分析特点,采用了以下一些假定:(1)侧向土和地基土对地道桥的作用近似为连续弹性支撑;(2)忽略桥面系及轨道结构的影响。
2 地道桥动力特性计算的有限元方法结合地道桥的平面模型,运用动力分析有限元方法分析框架式地道桥的竖向振动动力特性。
平面框架结构的动力特性有限元计算在文献[4]中有了详尽的讲述。
但它考虑的单元局限于一般梁单元,没有考虑弹性地基梁单元。
结合文献[5]对弹性地基梁单元的分析,同时考虑两种单元类型,其中顶板为一般梁单元,侧墙与底板为弹性地基梁单元,并编制框架式地道桥动力特性分析的有限元程序。
在程序中,采用一致质量矩阵和雅各比迭代方法。
程序可以计算地道桥结构竖向振动的各阶频率与其相应的振型。
本文仅研究突出反映结构竖向刚度的第一阶频率。
3 实测值与理论值的对比[6]试验选择两座正常使用的地道桥,捞刀河地道桥位于京广线1557+773里程,该桥为双孔单跨地道桥,其净跨为6m,净高为4.5m,全长为7.09m。
农场地道桥位于京广线长沙站北560里程处,该桥为单孔单跨地道桥,其净跨为9m,净高为4.5m,全长为9.0 m。
两座地道桥的底板地基土为极密实土(相应的基床系数约为200N c m3),侧向土为密实土(相应的基床系数约为50N c m3)[3]。
地道桥动力试验课题组于1999年12月23日至1999年12月25日对这两座地道桥进行了动力特性测试,试验时,在地道桥两个不同的竖向平面内布置若干个反映竖向平面内振动的竖向位移计(在顶板上)和水平位移计(在侧墙上),这些位移计为89124型位移拾振器。
利用DA SP自动采集和处理系统,采集结构脉动位移信号并分析了这两座地道桥竖向振动的自振特性。
现将两座地道桥竖向振动基频的实测值和理论值列于表1。
从表1可以看出,利用本文提出的有限元计算模型计算的地道桥的基频与实测值吻合较好。
由此可知,本文提出的计算地道桥竖向振动基频的有限元模型是可靠的。
表1 地道桥基频理论值与实测值的对比净跨 m基频实测值 H z基频理论值 H z64.884.8293.373.434 各种结构因素对地道桥基频的影响影响地道桥基频的因素有地基土和侧向土的弹性刚度、顶板、底板以及侧墙的厚度,地道桥的净高和净跨等。
通过改变相关结构参数,运用编制的有限元程序分析各种结构因素对地道桥基频的影响程度。
4.1 净跨对地道桥基频的影响根据地道桥的设计情况[7],选取净跨为5m到14 m的地道桥作为研究对象。
地道桥净高取为4.5m,地基土基床系数取K1为150N c m3,侧向土基床系数K2取为100N c m3,混凝土的弹性模量E=31GPa。
净跨改变时,地道桥基频的变化情况见表2。
由表2可知,净跨增大时,地道桥基频会有大幅度的降低。
表2 净跨改变时地道桥基频净跨 m56789基频 H z5.764.824.273.803.43净跨 m1011121314基频 H z3.022.782.532.332.164.2 地基土的弹性刚度对地道桥基频的影响本例选取的地道桥跨度为9m,净高为4.5m,侧墙厚度为0.65m,顶板厚度为0.55m,底板厚度为0.65m,侧向土基床系数K2=100N c m3。
改变地基土的基床系数,地道桥基频计算结果见表3。
计算结果表明,地基土由密实土变化到极密实土时,地道桥基频仅有很小的增大。
表3 地基土基床系数改变时地道桥基频K1 N・c m-35070100130150200基频 H z3.313.353.383.413.433.494.3 侧向土基床系数对地道桥基频的影响选取的地道桥结构同前,地基土基床系数K1取为150N c m3,改变侧向土的基床系数K2,计算相应地道桥的基频,见表4,可以看出,侧向土的弹性刚度对地道桥基频影响很小。
表4 侧向土基床系数改变时地道桥基频K2 N・c m-35070100130160200基频 H z3.393.413.433.463.483.51 4.4 结构厚度对地道桥基频的影响711第2期地道桥竖向自振频率研究 选择地道桥结构同前,地基土基床系数K 1取为150N c m 3。
分别改变顶板、侧墙以及底板的厚度,计算相应地道桥基频,列于表5～7,其中顶板在0.45m ～0.65m 范围内变化,侧墙厚度由0.55m 变化到0.75m ,底板的变化范围为0.55m ～0.75m 。
由计算结果可知,地道桥的顶板、侧墙以及底板的厚度在设计允许范围内变化时,地道桥基频变化很小。
表5 顶板厚度改变时的地道桥基频顶板厚度 c m 4550556065基频H z3.383.403.433.463.48表6 侧墙厚度改变时的地道桥基频顶板厚度 c m5560657075基频 H z3.373.403.433.453.48表7 底板厚度改变时的地道桥基频顶板厚度 c m 5560657075基频 H z3.403.413.433.443.464.5 净高对地道桥基频的影响各类地道桥的净高一般介于3.5m 与5.5m 之间,同前的地道桥结构为例,只改变其净高,计算相应地道桥基频,结果列于表8,从中可以看出,净高越大,基频越小,对于净跨为9m 的地道桥,净高对基频的影响不是很大。
但随着净跨减小,净高对基频的影响增大(见表9),故净高仍然是影响地道桥基频的一个主要因素。
表8 净高改变时的地道桥基频净高 m 3.54.04.55.05.5基频 H z3.853.613.433.243.015 地道桥基频参考值经验公式由上节分析可知,净跨与净高是影响地道桥基频的主要因素,其他因素则为次要因素。
本文在统计地道桥基频参考值提出经验公式时,只考虑主要因素的影响,而忽略次要因素的影响。
理论计算不同净跨地道桥的基频见表2。
为反映净高对基频的影响,本文计算了不同净跨地道桥的净高在3.5m ～5.5m 范围内变化时的基频,见表9。
为了直观反映地道桥基频f 随净跨L 以及净高h 的变化规律,将表2和表9的数据列于图2中,从图2可以看出,基频f 与净跨L 大致呈反比例关系,而同净跨的地道桥基频随净高h 增大不断降低,而且净跨越小,降低的幅度越大。