橋梁振動
關注創建者：風雪夜歸人1991 創建時間：2017-01-13
橋梁振動的視頻教程
OpenSees精細化軌道-橋梁耦合振動模型建立與分析
本課程重在介紹如何建立精細化軌道-橋梁耦合振動結構模型，其中，梁體、底座板、軌道板和鋼軌均采用彈性梁單元模擬，扣件、CA砂漿層、滑動層、側向擋塊、剪切鋼筋、剪力齒均采用TwoNodeLink單元模擬，纖維截面非線性梁柱單元模擬鋼筋混凝土橋墩，采用Steel02材料本構模擬縱筋、Concrete02材料本構模擬混凝土，模擬了盆式橡膠支座的摩擦效應、剪切銷剪斷、單向受壓，列車荷載采用集中質量點模擬并與軌道剛臂連接
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OpenSees從入門到精通（已完結）
PS：本課程為 (1) OpenSees軟件使用詳細講解 (2) OpenSEES減隔震常用單元本構命令介紹 (3)《OpenSEES精細化軌道-橋梁耦合振動模型建立與分析》(4)《OpenSees墩柱擬靜力加載試驗(PushOver)數值模擬》的合集。
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橋梁振動的實例教程
橋梁結構振動測試是橋梁結構測試的重要內容。與橋梁靜載荷試驗相比，試驗難度較大。一些從事測試的人對振動測試技術的掌握相對較差。在日常的工作中，許多檢查員在振動測試結果的分析中可能存在偏差甚至錯誤。本文總結了振動測試的一些概念和方法，希望對檢查人員有所幫助。
橋梁振動測試簡介
1.橋梁振動的因素
汽車發動機抖動，路面不平，人群載荷，風載荷，地震等。車輛數量的增加，負載能力的增加和速度的增加，都增加了橋梁的振動。對于大跨度和超跨度橋梁，地震和風荷載通常是控制因素。因此，車輛振動和其他動載荷已成為橋梁設計，施工，管理，維護和修理的重要因素之一。
橋梁結構的振動問題大多采用理論分析與現場試驗相結合的研究方法。因此，振動試驗是解決工程結構的重要手段。
2.橋梁振動測試技術的發展
振動測試技術的發展：一方面，它已廣泛應用于風洞測試，模擬地震振動臺測試和擬動力測試中；另一方面，它是在地震荷載，風荷載和車輛動態荷載作用下的工程結構中顯示的。動態響應的現場測試方法有了很大的改進。
展開 圖6 橋梁渦激振動的計算結果
圖7 橋梁上下某兩個對稱點的速度演變
5. 優化設計
在橋梁設計時，可通過橋梁氣動外形修型，適當增加結構阻尼等方法避免和減緩在設計工況下的橋梁的風致振動。下面以一種優化后的橋梁橫截面為例，計算優化后的模擬結果。
圖8 某懸索橋梁的優化橫截面
在相同條件下的渦激振動計算結果如圖9所示，同樣的，在橋梁上下選擇兩個對稱點測量速度隨著時間的變化如圖10所示。
圖9 優化后橋梁渦激振動的計算結果
圖10 優化后橋梁上下某兩個對稱點的速度演變
6. 結論
（1）ABAQUS CFD模塊能有效地模擬橋梁渦激振動；
（2）ABAQUS數值模擬可以計算強風作用下橋梁周圍的空氣動力學特征；
（3）優化后的橋梁橫截面減弱了渦激振動現象，能為實際工程提供參考。
圖11 優化前后橋梁周圍的空氣動力學特征
7. 計算配置
處理器：Intel(R) Core(TM) i7-9700K CPU @ 3.60GHz
內存：32G
計算時間：5H
8. 參考資料
維基百科卡門渦街詞條: en.wikipedia.org
任少鐸. 卡門渦街的成因及虎門大橋的振動分析[J]. 物理教師, 2020, 41(09): 57-59+61.
張偉偉, 豆子皓, 李新濤, 高傳強. 橋梁若干流致振動與卡門渦街[J]. 空氣動力學學報, 2020, 38(03): 405-412.
Abaqus分析模型.zip
橋梁渦激振動問題的ABAQUS數值模擬-iCPFEM.pptx
卡門渦街的成因及虎門大橋的振動分析_任少鐸.pdf
橋梁若干流致振動與卡門渦街_張偉偉.pdf
展開 本課程重在介紹如何在建立精細化軌道-橋梁耦合振動結構模型，其中，梁體、底座板、軌道板和鋼軌均采用彈性梁單元模擬，扣件、CA砂漿層、滑動層、側向擋塊、剪切鋼筋、剪力齒均采用TwoNodeLink單元模擬，纖維截面非線性梁柱單元模擬鋼筋混凝土橋墩，采用Steel02材料本構模擬縱筋、Concrete02材料本構模擬混凝土，模擬了盆式橡膠支座的摩擦效應、剪切銷剪斷、單向受壓，列車荷載采用集中質量點模擬并與軌道剛臂連接。
主要知識點：
橫向節點數目不匹配的兩種處理方式
矩陣奇異原因：約束不足
MinMax材料本構
單向受壓材料ENT
TwoNodeLink單元
Concrete02材料本構參數取值
Steel02材料本構
理想彈塑性本構ElasticPP
PS：由于本課程介紹的模型為本人碩士畢業論文中所用案例，后續可能用于發表文章，故不提供完整命令流和Word文檔，僅提供涉及知識點的代碼，介意勿拍。
展開 由于紅墾C匝道橋第八跨屬于鋼掛梁結構，而振動是橋梁的固有特性，在鋼結構橋梁中振動特性更加明顯，橋梁也是一種彈性系統，在外界荷載的激勵下，系統會在彈性力和慣性力的作用下，以其固有頻率和相應的固有振型進行往復的固有振動，所以紅墾C匝道橋體感振動屬于正常現象。
昨晚，杭州市交通運輸局發布杭金衢高速公路紅墾樞紐C匝道橋梁應急處置工作情況匯報。
一、橋梁振動原因分析：
杭金衢高速公路紅墾樞紐于2002年12月建成通車，C匝道第8跨處于彎道，結構為鋼掛梁，跨徑40米，橋面鋪裝為瀝青混凝土，該結構橋梁振動較普通混凝土結構橋梁明顯。因近期持續高溫、雨水交織造成橋面鋪裝的車轍、擁包等病害加劇，重載貨車通行時易出現明顯振感。
二、檢測結果：
經浙江省交通集團檢測科技有限公司現場檢測，鋼箱梁涂裝完整、表面未發現銹蝕現象，鋼結構表面無肉眼可見裂縫；牛腿未發現裂縫；鋼箱梁監測傾角變化未超過閾值。評定橋梁結構整體安全。
三、應急處置方案：
現場會議確定，立即組織施工力量連夜開展應急搶修，對原有橋面瀝青混凝土銑刨，重新鋪設瀝青混凝土。8月7日20：00，施工設備到場并開始施工，計劃于8月8日12：00前完成并開放交通。
四、后續處置計劃：
要求經營業主在應急處置的基礎上，加強檢查監測，密切關注橋梁運行狀況。采用新材料、新工藝針對性處置鋼橋面鋪裝病害。舉一反三，對類似橋梁開展專項排查，及時發現并消除隱患，確保橋梁運行安全。
展開 橋梁工程結構動力學國家重點實驗室的研究主要集中在橋梁結構的動力學行為和振動特性方面。其研究項目涉及以下方面：
1) 橋梁結構動力學分析：該實驗室致力于研究橋梁結構的動力響應和振動特性，包括橋梁的自然頻率、振型、振幅、位移響應、加速度響應等。通過動力學分析，可以評估橋梁的結構健康性和安全性，預測橋梁的振動響應，以及優化橋梁的設計和施工。
2) 橋梁振動控制與減震：實驗室關注橋梁振動控制技術，研究如何減少橋梁結構的振動幅度和對周圍環境的影響。其中包括使用主動振動控制、被動控制、減震器等方法來降低橋梁的振動響應，提高橋梁的抗震能力。
3) 橋梁結構動力監測與健康評估：實驗室開展橋梁結構的動態監測和健康評估研究，通過使用傳感器和監測設備，收集橋梁的實時振動數據和結構響應，對橋梁的結構狀況進行評估和監測。這些研究有助于提前發現橋梁結構的問題并采取相應的維修和保養措施。
在橋梁工程結構動力學研究中，常用的軟件工具包括但不限于：
SAP2000：用于橋梁結構的有限元分析和動力學模擬。
ANSYS：用于橋梁結構的有限元分析和動力學模擬。
ABAQUS：用于橋梁結構的有限元分析和動力學模擬。
MIDAS Civil：用于橋梁結構的有限元分析和動力學模擬。
LARSA 4D：用于橋梁結構的有限元分析和動力學模擬。
這些軟件工具提供了豐富的功能和算法，用于模擬橋梁結構的動態響應和振動特性，并支持不同類型的加載條件和邊界條件。具體的軟件選擇和使用取決于研究項目的要求和研究人員的偏好。
SAP2000計算特點
SAP2000是一款廣泛用于結構分析和設計的專業軟件，其主要算法包括有限元分析、剛度矩陣求解、動力響應計算等。
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橋梁振動的最新內容
搭配實際案例演示，確保低版本軟件也能高效完成分析
多物理場（基于 CEL/SPH/ALE）
高速流體沖擊、彈體入水、波浪船體耦合等復雜場景
拆解網格劃分、自由表面處理、邊界條件優化等核心難點，提供航天級項目的建模思路
協同仿真（基于 MpCCI/CSE）
大型風場分析、橋梁渦激振動
幾何模型與流體域：
幾何模型取用的知網某論文，網格全四邊形，計算精度高，用的層疊網格。
udf導入：2dof，龍格庫塔法
監測：x、y向位移，三分力系數等
結果：速度云圖
結果：位移時程曲線
例如，由于軌道不平順、軌距變化、橋梁振動等因素，高速列車在通過不同線路時的橫向、垂向振動非常復雜。因此，研究高速列車輪軌耦合作用的數學模型和仿真方法具有重要意義。
在上述情況下，需要建立高速鐵路橋梁軌道耦合分析模型。該模型應能夠準確模擬橋梁與軌道之間的相互作用，并且能夠模擬車輛-軌道-橋梁之間的相互作用。
引 言
氣固多相流系統廣泛存在于自然界和工業過程，自然界中如河流過障、泥石流、塵埃懸浮等，工業過程中如飛機獲得升力、橋梁振動、循環流化床反應器等均涉及復雜的流固耦合運動。流體與固體間相互作用為非線性的多物理現象，體系的復雜性遠超單相流問題，如何準確解析移動的流固邊界是正確處理流固耦合的關鍵。
墩柱擬靜力加載試驗(PushOver)數值模擬
https://www.yqgqt.org.cn/video/c174234
否
OpenSees4跨連續梁橋數值模擬與地震分析
https://www.yqgqt.org.cn/video/c176686
否
OpenSees精細化軌道-橋梁耦合振動模型建立與分析
其研究項目涉及以下方面：
1) 橋梁結構動力學分析：該實驗室致力于研究橋梁結構的動力響應和振動特性，包括橋梁的自然頻率、振型、振幅、位移響應、加速度響應等。通過動力學分析，可以評估橋梁的結構健康性和安全性，預測橋梁的振動響應，以及優化橋梁的設計和施工。
2) 橋梁振動控制與減震：實驗室關注橋梁振動控制技術，研究如何減少橋梁結構的振動幅度和對周圍環境的影響。
橋梁振動測試簡介
1.橋梁振動的因素
汽車發動機抖動，路面不平，人群載荷，風載荷，地震等。車輛數量的增加，負載能力的增加和速度的增加，都增加了橋梁的振動。對于大跨度和超跨度橋梁，地震和風荷載通常是控制因素。
高速鐵路引起的噪聲源主要包括列車高速運行時走行部的車輪與鋼軌產生的“輪軌噪聲”、集電弓與接觸網高速摩擦產生的“集電系統噪聲”、高速行車引起的“空氣動力噪聲”、行車激勵引起的橋梁結構的振動而產生的
跳車試驗目的是激起橋梁的振動，用于測試自振頻率，現在的拾振器靈敏度足夠高，不需要跳車激振，跳車下的沖擊系數是不能用于評價的，跳車對車輛和橋梁局部均不利。
2）剎車試驗是否有必要進行？剎車試驗測試的動力響應也難以進行定量評價，一般是以跑車試驗的動力響應進行評價。，因此剎車試驗也可不做。
