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天津市通南桥是海河上一座桁吊组合钢结构桥,结构形式新颖。为了评价通南桥的承载能力及其动力特性,在该桥完工之际,作者参与并完成了对该工程的静、动荷载试验。本文以动载试验为背景,运用大型有限元软件ANSYS进行分析,主要开展了如下工作:
1、综述了桥梁荷载试验的研究现状和发展前景,总结了桥梁结构动载试验的原理及方法。结合通南桥的具体情况,选择环境激励法进行模态测量,通过跑车试验和跳车试验测量桥梁的冲击系数,并认真完成了试验。
2、介绍了模态分析的方法及环境随机激励参数识别技术,利用DHMA软件认真分析模态试验数据,得出了通南桥前7阶模态,包括振型、固有频率和阻尼比。利用ANSYS建立结构的有限元模型并进行模态分析。比较模态的实测结果和计算结果,分析桥梁的自振特性。
3、利用DHDAS软件分析通南桥强迫振动的响应数据,结合静载试验结果,计算桥梁在跑车和跳车情况下的冲击系数。与各国规范计算结果对比,分析实测冲击系数偏大的原因,对通南桥的动力性能作出评价。
4、使用不同的计算模型分析通南桥在车辆作用下的振动响应。通过匀速移动常量力模型分析车速对通南桥冲击系数的影响,并与实测结果相比较。通过匀速移动简谐力的频率变化,分析车辆自振频率对桥梁振动响应的影响。利用ANSYS/LS-DYNA建立移动簧上质量的车桥共振模型,实现包括车辆质量在内的耦合振动,分析车辆阻尼的影响。