本書共6章,主要內容包括:緒論、大位移模數(shù)式伸縮縫結構靜力學分析、大位移模數(shù)式伸縮縫優(yōu)化設計、大位移模數(shù)式伸縮縫垂向動力學分析、模數(shù)式伸縮縫垂向動力學仿真分析、大位移模數(shù)式伸縮縫水平動力學分析。
隨著我國大跨度橋梁建設事業(yè)的快速發(fā)展,大位移橋梁伸縮縫得到了突破展,但是和周外的差距仍然十分明顯。El前關于模數(shù)式伸縮縫只有少量的行業(yè)標準,還沒有制定國家標準,且對大位移模數(shù)式伸縮縫的理論動力學模型和動力特性的相關研究還很少,且存在一些不足和需要的問題。因此首先需要對復雜工況下大位移模數(shù)式伸縮行結構靜力學分析而對伸縮縫整體結行優(yōu)化設計。同時對大位移模數(shù)式伸縮縫垂向、方向振動響行理論計算及數(shù)值仿真研究,分析結果可以為大位移模數(shù)式伸縮縫在大跨度橋梁中的應用提供理論依據(jù)和技術支撐。鑒于此,作者特撰寫本書,對大位移模數(shù)式伸縮縫動力特性展開研究,全書主要研究內容如下:
(pan style="font-family:微軟雅黑">研究大位移模數(shù)式伸縮裝置在垂直方向、方向靜荷載作用下各構件的應力分布及變形行等效荷載和疲勞載荷作用下的應力分析,行結構靜強度與疲勞強度的計算與校核。對伸縮裝置伸縮變行分析,提出整體摩阻力的計算方法,研究伸縮變位的不均勻性問題,為合理確定預緊力、摩擦阻力、各彈性元件參數(shù)提供依據(jù)。
(2)
(3)(剛度、阻尼)變化對垂向動態(tài)位移響應的影響,為合理設計伸縮裝置提供理論依據(jù)。
(4)(剛度、阻尼)變化對動態(tài)位移響應的影響,為合理設計伸縮裝置提供理論依據(jù)。
全書語言精練、結構完整、邏輯條理、層層深入,既從理論層面深入研究了大位移模數(shù)式伸縮縫動力特性,又通過數(shù)值仿真分析加以佐證?勺鳛槠胀ǜ叩仍盒O嚓P專業(yè)的學生的輔助教材,也可供相關領域的工程技術人員參考閱讀。
本書作者為華北水利水電大學機械學院講師。作者結多年研究成果的基礎上,廣泛收集國內外科研成果撰寫而成的。在撰寫本書的過程中,得到了許多同領域專家學者的指導和幫助,在此特向為本書提供指導幫助的專家學者,表示真誠的感謝。
限于作者.加之時間倉促.書中難免會有不足之處,歡迎同領域專家學者以及廣大讀者朋友批評指正。
作者
2020年4月30日
李冰,男,,工學博士,1988年生,河南省中牟縣人,現(xiàn)任華北水利水電大學機械學院講師,河南省起重運輸與工程機械創(chuàng)新型科研團隊成員。主要研究方向為結構隔震與消能減震控制、結構抗震與加固工程,發(fā)表SCI/EIV中文核心檢索論文1pan>篇,教改論文2篇,主持河南省高等學?蒲许椖縫an>項,參與省部級項目4項,指導學生參加第四屆中國大學生起重機創(chuàng)意大賽,獲全國。
第l章緒論………………………………………………………………..
1.1引言……………………………………………1
1.2伸縮縫簡介……………….….……………………………………。
1.3國內外研究現(xiàn)狀……………………………………………………。
1.4工程應用現(xiàn)狀………………………………………….…….…….。
1.5研究內容…………………………………………………………..,
第2章大位移模數(shù)式伸縮縫結構靜力學分析………………………………R
2.1大位移模數(shù)式伸縮縫結構組成……………………………………R
2.2載荷分析…………………………………………………………..。
2,3材料特性…………·…-…………………………..….…………1 1
2.4 ,梁有限元分析……………………………………………………1 9
2.5橫粱有限元分析…………………………………………………..。。
第3章大位移模數(shù)式伸縮縫優(yōu)化設計…………………………………..tn
·3.1,i:位移模數(shù)式伸縮縫有限元模型…………………………………?n
:3.2固有頻率分析…………………………………………………….,。
:3.3伸縮縫支承橫梁位置布置…………………………………………36
3.4伸縮縫中梁截面分析……………………………………………..d1
3.5 自結………………………………………………………….d E
第4章大位移模數(shù)式伸縮縫垂向動力學分析……………………………46
4.1垂向振動方程推導…………………………………………………』R
4.2振型階數(shù)確定………………………………………………………。。
一4.3 &nb擊系數(shù)研究………………………………………………………E。
‘4.4支承彈簧及中梁剛度對沖擊系數(shù)的影響…………………………54
4.5反跳位移研究…………………’…………………’…’’……’…”
4.6中梁振動衰減研究………-………………………………………‘‘64
4.7常規(guī)輪壓位置反跳研究……---…--……………………………’65
第5章模數(shù)式伸縮縫垂向動力學仿真分析…………………………… 66
5.1有限元模型…………………-…- …-……………………66
5.2沖擊系數(shù)研究……………………………………………………’’70
5.3反跳位移研究……………………………………………………75
5.4振動衰減研究……………………… …-……………………79
5.5載荷施加形式對振動響應的影響…-…-…………’……’’’…‘81
5.6載荷作用位置對振動響應的影響…………………………………82
第6章大位移模數(shù)式伸縮縫動力學分析…………………………’。83
6.1伸縮縫方向振動方程…………………………………………83
6.2計算結果分析…………………-……-……--……………………‘。85
6.3向振動數(shù)值仿真分析………………………………………’‘88
參考文獻………………………………………--…………………………91
附錄1模數(shù)式伸縮縫垂向振動響應分析程序……………………………92
附錄2模數(shù)式伸縮縫向振動響應分析程序…………………………108
第l章緒論
pan style="font-family:微軟雅黑">.pan>引 言
橋梁伸縮縫是為了滿足橋面變形需要,使車輛能穩(wěn)地通過橋面,在橋面伸縮接縫處設置的伸縮裝置,大位移模數(shù)式橋梁伸縮縫在大跨度橋梁中的應用如圖l一pan>和圖l 2所示。隨著我國交通行業(yè)的飛速發(fā)展,交通里程迅速增加,交通流量急劇上升,大跨度的跨江、跨海橋梁愈來愈多,大位移橋梁伸縮縫的需求越來越迫切,大跨度橋梁建設及維修壓力也越來越大。伸縮縫是橋梁結構中重要的組成部分,在橋梁使用過程中很容易發(fā)生破壞,是橋梁建設中的薄弱環(huán)節(jié)。橋梁伸縮縫的破壞形式很多,其中最常見的形式之一就是由于車輛載荷的重復沖擊作用,導致錨固系統(tǒng)和承重體系的疲勞破壞,其括錨固區(qū)混凝土的開裂、松散以及破碎,如圖l 3所示。由于橋梁伸縮縫長期暴露在空氣中,且不斷受到車輛載荷的沖擊作用,使用環(huán)境惡劣,一旦受到破壞維護和修理難度大,極易造成橋面交通擁堵。伸縮縫的破損又將對汽車或人員造成損害,并極大地縮短了橋梁的使用壽命。在我國,只有少數(shù)學者對大位移模數(shù)式橋梁伸縮縫開展了較為深入的理論和試驗研究,大多數(shù)的研究還在伸縮縫的施工和工藝方面,因此對大位移模數(shù)式橋梁伸縮縫動力特行相關的理論計算和數(shù)值仿真研究是很有必要的。
pan style="font-family:微軟雅黑">.2伸縮縫簡介pan>.2.pan>橋梁伸縮裝置的分類
現(xiàn)代橋梁伸縮裝置是指20世紀90年代后研制使用的伸縮裝置,在我國可分為以下五種類型。
pan style="font-family:微軟雅黑">模數(shù)式
伸縮裝置中的邊梁與中粱、中梁與中梁的間隙為80 mm,相應間隙為0,或間隙與間隙差為80 mm的,都稱為模數(shù)式伸縮裝置。模數(shù)式伸縮裝置主要由錨固系統(tǒng)、承重系統(tǒng)、密封系統(tǒng)和位移傳動系統(tǒng)組成。
2)異型鋼單縫式
《公路橋梁伸縮裝置》(JT/T 327 2004)行業(yè)標準將模數(shù)式伸縮裝置中N/lqO縮量80 mm的形式分離出來單成一種,稱為異型鋼單縫伸縮裝置。它只有一對異型鋼邊梁,沒有位移傳動系統(tǒng)......