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环境激励下大跨度斜拉桥模态参数识别的贝叶斯谱分解法研究
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作者 封周权 张吉仁 +4 位作者 温青 石双发 景强 高文博 华旭刚 《振动工程学报》 北大核心 2026年第2期321-329,共9页
近年来,由于贝叶斯模态识别方法优越的不确定性量化能力,其在大跨度桥梁领域的应用日益广泛。为了进一步提升贝叶斯模态参数识别的计算效率,基于频域分解法(FDD)与贝叶斯谱密度法(BSDA)的思想,提出了贝叶斯谱分解法(BSD)。分别对每阶模... 近年来,由于贝叶斯模态识别方法优越的不确定性量化能力,其在大跨度桥梁领域的应用日益广泛。为了进一步提升贝叶斯模态参数识别的计算效率,基于频域分解法(FDD)与贝叶斯谱密度法(BSDA)的思想,提出了贝叶斯谱分解法(BSD)。分别对每阶模态附近的响应谱矩阵进行奇异值分解,得到奇异值(包含频率和阻尼信息)和奇异向量(包含振型信息);利用奇异值和奇异向量的统计特性推导了待识别模态参数的后验概率分布函数,将模态参数识别转化为求最大后验概率点的优化问题;采用高斯分布近似后验概率分布函数以实现识别结果的不确定性量化。通过一个6层框架的数值模型对贝叶斯谱分解法的有效性进行了验证。随后将贝叶斯谱分解法应用于一座大跨度斜拉桥中,利用环境振动数据识别得到了桥梁的模态参数,并与随机子空间法(SSI)识别结果进行了对比分析,识别结果进一步证明了贝叶斯谱分解法的有效性和先进性。 展开更多
关键词 大跨度斜拉桥 模态识别 贝叶斯推理 环境振动 谱分解 不确定性量化
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检修轨道对分体式钢箱梁涡激振动影响机理研究
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作者 孙洪鑫 胡磊 +1 位作者 陈魏 黄文俊 《中外公路》 2026年第1期122-129,共8页
检修轨道是桥梁安全运维的重要通道,对主梁涡振性能影响显著。为了研究检修轨道对分体式双箱梁涡激振动性能影响的机理,该文以某主跨658 m的双分体式钢箱梁斜拉桥为工程背景,结合节段模型风洞试验及二维流固耦合CFD数值模拟,研究了有、... 检修轨道是桥梁安全运维的重要通道,对主梁涡振性能影响显著。为了研究检修轨道对分体式双箱梁涡激振动性能影响的机理,该文以某主跨658 m的双分体式钢箱梁斜拉桥为工程背景,结合节段模型风洞试验及二维流固耦合CFD数值模拟,研究了有、无检修轨道主梁断面竖向涡振性能,分析了检修轨道影响涡振性能的机理。结果表明:(1)有检修轨道的主梁断面发生大幅竖向涡振,而无检修轨道的主梁断面竖向涡振振幅减小40%以上,检修轨道对分体式双箱梁涡振性能影响显著;(2)有检修轨道主梁断面上、下表面发生周期性的旋涡脱落,导致主梁上、下表面出现较大的压力差而形成周期性的涡激力引起主梁发生大幅竖向涡振。去除检修轨道后,破坏了有检修轨道主梁断面上、下表面发生的周期性旋涡脱落模式,从而达到抑制主梁涡振振幅的效果。 展开更多
关键词 斜拉桥 分体式钢箱梁 涡激振动 风洞试验 CFD数值模拟 检修轨道
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大跨度桥梁涡激共振机理认知与理论模型:研究进展与挑战
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作者 周奇 周健 包瑞 《汕头大学学报(自然科学版)》 2026年第1期3-31,F0002,共30页
大跨度桥梁在中低风速作用下易发生涡激共振(涡振).该类振动源于桥梁断面尾流中旋涡的周期性脱落,虽不同于高风速条件下可能导致灾变失稳的颤振,但仍可能引发行车舒适性降低、构件疲劳累积及服役耐久性风险.随着桥梁向更大跨径与更高柔... 大跨度桥梁在中低风速作用下易发生涡激共振(涡振).该类振动源于桥梁断面尾流中旋涡的周期性脱落,虽不同于高风速条件下可能导致灾变失稳的颤振,但仍可能引发行车舒适性降低、构件疲劳累积及服役耐久性风险.随着桥梁向更大跨径与更高柔性发展,系统揭示涡振机理并建立可靠的预测与控制方法已成为桥梁抗风工程的关键议题.本文从物理机理、理论模型、参数识别与工程控制等方面系统综述大跨度桥梁涡振研究进展.重点阐述卡门涡街形成与锁定机理、振幅自限的非线性动力学特征,以及非定常气动力与结构模态耦合的作用机制;总结经验与半经验涡激力模型、计算流体力学方法及基于试验与监测数据的参数识别技术;评述截面气动优化、调谐质量阻尼器等被动措施及主动/半主动控制探索的工程效果与适用性.结合超长跨桥梁的发展趋势,讨论不确定性量化、数字孪生与智能监测预警等未来研究方向.总体而言,尽管涡振机理认知不断深化、分析与控制技术日趋成熟,但仍需多学科协同以进一步提升预测精度与工程可靠性. 展开更多
关键词 大跨度桥梁 涡激共振 振动响应 涡激力模型 抑振措施
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基于机器学习的流线型箱梁颤振导数预测
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作者 王冲 郑史雄 +3 位作者 张令 罗茂力 李桥 周梅林 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第1期93-100,共8页
为快速评估大跨度流线型箱梁初步设计阶段的颤振性能,基于机器学习(ML)方法对流线型箱梁的颤振导数进行预测和分析。首先,确定ML模型的输入参数(4个断面尺寸参数和1个无量纲折算风速),以苏通大桥为例,基于风洞试验对CFD数值模拟方法进... 为快速评估大跨度流线型箱梁初步设计阶段的颤振性能,基于机器学习(ML)方法对流线型箱梁的颤振导数进行预测和分析。首先,确定ML模型的输入参数(4个断面尺寸参数和1个无量纲折算风速),以苏通大桥为例,基于风洞试验对CFD数值模拟方法进行验证,预设75组流线型箱梁断面形状数据,通过CFD计算75组断面的颤振导数,获得511组颤振导数的数据集;然后,选择5种代表性的ML算法,即支持向量机(SVM)、人工神经网(ANN)、集成神经网络、随机森林(RF)和CatBoost,搭建流线型箱梁颤振导数ML预测模型,开展模型的超参数优化及其预测性能评估;最后,基于SHAP方法,结合性能优异的CatBoost模型,对流线型箱梁断面尺寸输入参数重要性进行分析。结果表明:SVM和RF算法在H_(2)^(*)和H_(4)^(*)上预测性能较差,明显不及其他3种算法,在其他颤振导数(H_(1)^(*)、H_(3)^(*)和A_(1)^(*)~A_(4)^(*))上预测性能较佳,ANN、集成神经网络和CatBoost算法适用于全部颤振导数,其中集成神经网络颤振导数的预测性能优于ANN,表现最佳的是CatBoost,在测试集上,该模型对4个关键颤振导数的R^(2)均达到0.996以上;5种算法对于H_(2)^(*)和H_(4)^(*)两个颤振导数的预测性能不及在其他颤振导数的预测性能;大部分颤振导数最大的影响参数是斜腹板倾角α,颤振的4个关键颤振导数受斜腹板倾角α、S/B的影响较大。 展开更多
关键词 流线型箱梁 颤振导数 机器学习 SHAP CFD
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考虑结构与气动非线性效应的大跨度桥梁非线性颤振控制TMD优化设计
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作者 仇志雄 李凯 +2 位作者 韩艳 胡朋 蔡春声 《工程力学》 北大核心 2026年第2期58-70,共13页
为了减小大跨度桥梁的非线性颤振振幅,建立了一种两自由度弯扭耦合非线性自激力模型,利用调谐质量阻尼器控制方法,推导了风-桥梁-TMD系统的运动方程,构建了基于GBO优化算法的新型TMD参数优化方法,以大跨度悬索桥节段模型为例,对比了该... 为了减小大跨度桥梁的非线性颤振振幅,建立了一种两自由度弯扭耦合非线性自激力模型,利用调谐质量阻尼器控制方法,推导了风-桥梁-TMD系统的运动方程,构建了基于GBO优化算法的新型TMD参数优化方法,以大跨度悬索桥节段模型为例,对比了该优化方法和传统TMD参数优化方法对大跨度桥梁非线性颤振的控制效果,研究了TMD各参数对非线性颤振控制效果的敏感性,分析了结构与气动非线性效应对于不同颤振控制目标下TMD优化设计的影响。研究结果表明:建立的两自由度弯扭耦合非线性自激力模型能准确预测主梁的非线性颤振振幅;考虑结构和气动非线性的新型TMD参数优化方法相较传统TMD参数优化方法对大跨度桥梁非线性颤振振幅的控制效果更好;采用该方法优化设计的TMD不仅能大幅降低不同风速下桥梁断面的非线性颤振振幅,而且可以有效降低不同颤振控制目标下设计的最小TMD质量。研究结论可为TMD在大跨度桥梁非线性颤振控制中的应用提供理论依据。 展开更多
关键词 大跨度桥梁 非线性颤振控制 GBO优化算法 调谐质量阻尼器 TMD参数优化
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基于风-桥-车-人耦合振动的公路悬索桥竖弯涡激振动条件下驾驶员晕动症研究
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作者 李涵 朱金 +1 位作者 李永乐 高宗余 《振动工程学报》 北大核心 2026年第1期279-290,共12页
为了分析大跨度公路悬索桥发生竖弯涡振时桥上驾驶员的晕动症情况,将一维竖向人体振动模型引入传统的风-车-桥耦合振动模型中,同时采用简谐涡激力模型模拟桥梁的涡振,建立大跨度桥梁涡振条件下的风-桥-车-人耦合振动分析模型,以此计算... 为了分析大跨度公路悬索桥发生竖弯涡振时桥上驾驶员的晕动症情况,将一维竖向人体振动模型引入传统的风-车-桥耦合振动模型中,同时采用简谐涡激力模型模拟桥梁的涡振,建立大跨度桥梁涡振条件下的风-桥-车-人耦合振动分析模型,以此计算人体振动响应。根据国际标准评价法ISO 2631-1:1997(E),提出以人体振动响应为基础的驾驶员晕动症指标计算方法。上述精细化算法所需的计算资源和时间较多,而为了便于实际的工程应用,还提出了一种快速计算驾驶员人体振动响应和晕动症指标的简化算法。基于风-桥-车-人耦合振动模型,以一座大跨度悬索桥为例,分析涡振条件下桥上车辆及驾驶员人体各部位的振动响应。同时,将采用精细化算法和简化算法计算得到的涡振条件下桥上驾驶员的人体振动响应及晕动症指标进行了对比,以验证简化算法的可行性。研究结果表明:在桥梁涡振的激励下,人-车耦合振动效应对车辆自身的振动几乎没有影响;人体与车体以及人体各个部位的振动响应差异随着涡振频率的增加而增加;简化算法的计算效率较高,且对于实际工程而言具有可行性。 展开更多
关键词 桥梁工程 涡激振动 风-桥-车-人耦合振动 晕动症 人体振动模型
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新建桥附属设施对并行既有桥尾流振动影响试验研究
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作者 周俊宏 陈绪黎 向活跃 《桥梁建设》 北大核心 2026年第1期51-57,共7页
为研究新建桥附属设施对并行既有桥尾流振动的影响,以某大跨度钢箱梁并行斜拉桥(其中铁路桥为新建桥,公路桥为既有桥)为背景,制作缩尺比1∶50的钢箱梁节段模型开展风洞试验,测得既有桥为单独桥梁和分别位于并行桥迎风侧、背风侧的振动响... 为研究新建桥附属设施对并行既有桥尾流振动的影响,以某大跨度钢箱梁并行斜拉桥(其中铁路桥为新建桥,公路桥为既有桥)为背景,制作缩尺比1∶50的钢箱梁节段模型开展风洞试验,测得既有桥为单独桥梁和分别位于并行桥迎风侧、背风侧的振动响应,分析新建桥风屏障透风率、检修车轨道位置对并行既有桥尾流振动的影响。结果表明:既有桥、新建桥均采用原始断面(在上桥面设置高度为3 m、透风率为50%的风屏障,下桥面设置通长检修轨道)时,既有桥为单独桥梁和位于并行桥迎风侧时未发生涡振,既有桥位于并行桥背风侧时在-3°、0°、+3°风攻角下均发生了明显的尾流振动;迎风侧新建桥风屏障透风率增加、检修车轨道位于上桥面或无检修车轨道时,对减小背风侧既有桥的竖向和扭转尾流响应有利;迎风侧新建桥采用不设置风屏障并将检修车轨道设置于上桥面的组合方案时,可使背风侧既有桥的竖向和扭转尾流振动响应均满足规范涡振限值要求。 展开更多
关键词 并行桥 钢箱梁 尾流振动 附属设施 风屏障 检修车轨道 风洞试验
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基于列车激励下支座-梁位移比的铁路简支梁桥支座状态评估方法
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作者 王闯 战家旺 +2 位作者 王志航 许鑫祥 王昱杰 《土木工程学报》 北大核心 2026年第2期75-85,共11页
支座是铁路桥梁的关键部件,在列车荷载和复杂环境条件作用下易发生各种形式的劣化。为实现损伤支座的快速定位与评估,该文提出一种基于车激动力响应的铁路简支梁桥支座刚度定量评估新方法。首先,推导了移动荷载列作用下空间弹性支承梁... 支座是铁路桥梁的关键部件,在列车荷载和复杂环境条件作用下易发生各种形式的劣化。为实现损伤支座的快速定位与评估,该文提出一种基于车激动力响应的铁路简支梁桥支座刚度定量评估新方法。首先,推导了移动荷载列作用下空间弹性支承梁的动力响应理论解,据此提出基于列车激励下支座-梁位移比的损伤指标,揭示损伤指标与支座刚度间的数学关系,并建立基于损伤指标的支座刚度定量评估流程。然后,基于3D车桥动力相互作用仿真分析验证了理论解的准确性和评估方法的有效性,开展了参数分析和现场试验进一步验证了所提方法的鲁棒性与可行性。结果表明:随机列车荷载作用下提出的支座-梁位移比指标可有效定位损伤支座,且对轨道不平顺、横隔板损伤和噪声不敏感,抗干扰能力和鲁棒性强;通过建立的损伤指标与支座刚度间的数学关系可以进一步实现支座刚度的定量评估;采集5组过车数据即可获得较为准确的识别结果,从而在短时间内实现铁路桥梁支座状态的快速评估。 展开更多
关键词 铁路桥梁 支座损伤 车激振动响应 支座-梁位移比 空间弹性支承梁 状态评估
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分体双箱梁涡激振动特性:一种强迫与自由振动结合的数值方法
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作者 段青松 陈浩男 +1 位作者 冉欣平 马存明 《振动与冲击》 北大核心 2026年第4期103-108,139,共7页
分体双箱梁的涡激振动性能在大跨度桥梁抗风设计中具有重要意义。该研究通过提出一种强迫振动与自由振动结合的数值分析方法预测涡激振动性能,即:根据强迫振动方法初步确定涡激振动风速区间,采用自由振动分析方法确定涡激振动幅值,并分... 分体双箱梁的涡激振动性能在大跨度桥梁抗风设计中具有重要意义。该研究通过提出一种强迫振动与自由振动结合的数值分析方法预测涡激振动性能,即:根据强迫振动方法初步确定涡激振动风速区间,采用自由振动分析方法确定涡激振动幅值,并分析分体双箱梁断面的涡激振动性能及机理。通过对比风洞试验结果,验证了该数值分析方法的可行性。该方法为主梁涡激振动性能预测与分析提供了新的思路。结果表明:中央开槽是诱导涡激振动的一个重要因素;在+3°风攻角下,开槽两侧的导流板使主梁竖向涡激振动最大振幅减小50%。这是因为上、下游旋涡与开槽部分的气流相互作用,在开槽与下游箱梁桥面存在较大旋涡,开槽出导流板使大部分上游旋涡向下游移动,下游桥面的旋涡消失,优化了主梁的涡激振动性能。 展开更多
关键词 双箱梁截面 涡激振动 自由振动 强迫振动 风洞试验 流场结构
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高强螺栓连接的钢-混凝土组合梁自振特性分析
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作者 杨明晨 邢颖 +1 位作者 李伟 郭琪 《太原理工大学学报》 北大核心 2026年第1期122-132,共11页
【目的】探究摩擦型高强螺栓连接的钢-混凝土组合梁自振特性。【方法】基于能量法推导了组合梁考虑界面剪切滑移效应的振动微分方程,得到了组合梁在简支-简支边界条件下竖向自振频率和振型的解析表达式,并通过试验测试和数值模拟验证了... 【目的】探究摩擦型高强螺栓连接的钢-混凝土组合梁自振特性。【方法】基于能量法推导了组合梁考虑界面剪切滑移效应的振动微分方程,得到了组合梁在简支-简支边界条件下竖向自振频率和振型的解析表达式,并通过试验测试和数值模拟验证了该解析方程的可靠性,表明考虑界面剪切滑移效应对分析高强螺栓连接的组合梁自振特性是必要的。在此基础上,探讨了组合梁自振特性对螺栓预紧力、螺栓纵向平均间距和螺栓损伤位置的敏感程度。【结果】结果表明:受界面剪切滑移效应的影响,组合梁竖向自振频率存在一定折减,且高阶频率的折减幅度大于低阶;相比于螺栓预紧力,组合梁竖向自振频率对螺栓纵向平均间距更加敏感;另外,当其他参数确定时,组合梁各阶振型的振幅为0处的螺栓损伤对其竖向自振频率的影响最大。 展开更多
关键词 摩擦型高强螺栓 钢-混凝土组合梁 自振特性 界面剪切滑移效应 能量法
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跨座式单轨车桥系统横风气动干扰试验研究
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作者 张学文 周帅 +1 位作者 方聪 李璋 《建筑机械化》 2026年第1期1-7,共7页
为了考虑横风作用下轨道梁对跨座式单轨车辆气动特性的影响,以跨座式单轨车辆与双线简支梁桥为背景,设计并制作缩尺比为1∶10的车-桥刚性模型并开展风洞测力试验,测试跨座式单轨车辆头车、中车和尾车3节车体各自的气动力,讨论车桥组合... 为了考虑横风作用下轨道梁对跨座式单轨车辆气动特性的影响,以跨座式单轨车辆与双线简支梁桥为背景,设计并制作缩尺比为1∶10的车-桥刚性模型并开展风洞测力试验,测试跨座式单轨车辆头车、中车和尾车3节车体各自的气动力,讨论车桥组合形式、雷诺数、轨道梁线间距和中央隔板对跨座式单轨车辆气动力系数的影响。 展开更多
关键词 跨座式单轨车辆 气动特性 风洞试验 风-车-桥系统
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考虑振动-噪声联合烦恼率的人行桥舒适度研究
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作者 李智海 陈得意 吴刚杰 《振动工程学报》 北大核心 2026年第1期291-300,共10页
为解决以振动加速度作为人行桥舒适度评价单一性标准的问题,基于Stevens幂函数定律,提出了振动与噪声隶属度函数,将其与传统计算公式进行对比;建立了基于改进隶属度函数的烦恼率模型,给出了不同使用环境下的振动、噪声烦恼率曲线与振动... 为解决以振动加速度作为人行桥舒适度评价单一性标准的问题,基于Stevens幂函数定律,提出了振动与噪声隶属度函数,将其与传统计算公式进行对比;建立了基于改进隶属度函数的烦恼率模型,给出了不同使用环境下的振动、噪声烦恼率曲线与振动-噪声联合烦恼率曲面,分析了变异系数对烦恼率的影响;定义了考虑“掩蔽效应”的折减系数,建议了联合烦恼率模型的行人舒适度评价方法及对应的综合烦恼率曲线,以荆州市某人行天桥为例,开展了舒适度评价。结果表明,改进隶属度函数与试验值更为接近;振动烦恼率曲线、噪声烦恼率曲线和振动-噪声联合烦恼率曲面拟合值与计算值之间的最大误差分别为1.5%、1.8%和2.2%;振动-噪声联合烦恼率曲面的误差受噪声等级影响较大;振动烦恼率曲线对变异系数的影响可忽略,而噪声烦恼率曲线与振动-噪声联合烦恼率曲面需根据实际情况调整变异系数的取值;行人烦恼率等级主要在C级和D级范围内,烦恼率计算值与实测值较为接近,最大误差为8.63%;该类结果对人行桥舒适度定量评估向更精细化方向发展具有参考借鉴意义。 展开更多
关键词 人行桥 振动响应 噪声 舒适度 联合烦恼率
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基于CFD-FEA联合仿真的波浪荷载作用下离散浮箱式浮桥动力响应研究
13
作者 蒋冬启 邵雨航 +1 位作者 刘善权 胡存 《振动工程学报》 北大核心 2026年第2期339-352,共14页
本文针对离散浮箱式浮桥这类跨海交通工程结构,采用有限元分析(FEA)方法模拟浮桥上部结构,通过计算流体力学(CFD)方法分析波浪与浮箱之间的相互作用,研究该结构体系在波浪荷载作用下的动力响应。基于Star-CCM+和ABAQUS软件联合仿真平台... 本文针对离散浮箱式浮桥这类跨海交通工程结构,采用有限元分析(FEA)方法模拟浮桥上部结构,通过计算流体力学(CFD)方法分析波浪与浮箱之间的相互作用,研究该结构体系在波浪荷载作用下的动力响应。基于Star-CCM+和ABAQUS软件联合仿真平台建立了浮桥结构的数值模型,分析了某缩尺浮桥模型在波浪荷载作用下的结构响应,与模型试验结果对比验证了建模分析方法的可靠性。选取某典型离散浮箱式桁架浮桥,对比了精细化模型和简化模型的差异,研究了波浪周期、锚泊系统和几何曲率等因素对浮桥结构动力响应的影响规律。结果表明,设置系泊系统和提高系泊刚度可以有效减小浮箱的横向位移,并进一步限制浮桥上部结构的变形。浮桥结构的横向位移峰值随波浪周期的增大呈先增大后减小的趋势;无系泊浮桥的自振周期明显长于有系泊浮桥,更容易被长周期波浪荷载激发。增大曲率半径整体上可以降低浮桥结构的动力响应,长周期波浪作用下曲线浮桥的动力响应峰值相较于直线型浮桥大幅降低;双向浮桥的横向位移响应小于单向浮桥,并在多个波浪周期处产生内力响应峰值。工程应用中应充分考虑桥址的波浪环境条件,综合选择设置系泊装置和调整几何线型等手段来有效地减小结构响应,并重点关注端部支座的强度校核和细部设计。 展开更多
关键词 离散浮箱式浮桥 曲率半径 流固耦合 动力响应 协同仿真
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人群荷载作用下异型人行钢桥振动分析
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作者 宁正芳 庞孟丽 张智举 《交通科技》 2026年第1期90-94,99,共6页
随着城市景观桥梁不断向大跨、轻柔、异型方向发展,空间变截面钢结构人行桥基频较低,在人群荷载作用下易引发多阶共振。文中以某异型连续钢箱梁桥(48 m+72 m+48 m)为研究对象,解决其宽频振动控制问题;通过建立梁单元与板单元双精细化有... 随着城市景观桥梁不断向大跨、轻柔、异型方向发展,空间变截面钢结构人行桥基频较低,在人群荷载作用下易引发多阶共振。文中以某异型连续钢箱梁桥(48 m+72 m+48 m)为研究对象,解决其宽频振动控制问题;通过建立梁单元与板单元双精细化有限元模型进行协同验证,精准识别空间变截面桥梁的低阶振型,构建步频-密度双参数人群荷载模型,揭示共振响应的非线性机制。针对多阶共振分布特性,提出分区布置多重调谐质量阻尼器系统,实现多阶振型同步抑制,研究表明,异型桥由于变截面刚度突变,边跨局部模态主导共振,与传统“跨中控制”模式不同,MTMD系统能有效抑制宽频振动;基于振型分区的MTMD差异化调谐策略,可实现对多阶共振的同步控制,为异型钢结构人行桥的振动舒适性设计提供工程借鉴。 展开更多
关键词 人行桥 人致振动 异型钢结构 TMD阻尼器 振动控制
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狮子洋大桥设计风参数及主梁断面气动优化研究 被引量:4
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作者 赵林 刘鹏 +2 位作者 徐军 崔冰 崔巍 《桥梁建设》 北大核心 2025年第1期15-23,共9页
狮子洋大桥为主跨2180 m的双层桥面板桁-箱桁组合钢梁悬索桥,该桥中跨桥面高度处设计基准风速高达48.0 m/s。为确保该超大跨度悬索桥运营阶段的抗风安全性,围绕主梁气动外形优化开展多方案抗风性能比选及风致振动性能评价。结合气象站... 狮子洋大桥为主跨2180 m的双层桥面板桁-箱桁组合钢梁悬索桥,该桥中跨桥面高度处设计基准风速高达48.0 m/s。为确保该超大跨度悬索桥运营阶段的抗风安全性,围绕主梁气动外形优化开展多方案抗风性能比选及风致振动性能评价。结合气象站概率统计模型设计风速和混合气候模式设计风速,确定狮子洋大桥桥位处设计风参数;对5种主梁方案开展主梁节段模型风洞试验,进行主梁方案比选和颤振稳定性气动措施优化、不同扭转阻尼比下涡激共振稳定性评价以及台风气候模式下多模态抖振频域计算。结果表明:桥位设计基本风速取34.9 m/s;颤振稳定性方面,对5种主梁方案,上、下层桥面设置通长纵梁能显著改善主梁断面的气动稳定性,增设桥面底部中央稳定板、封闭下层桥面底部和上、下弦杆风嘴可进一步提升抑振效果;涡激共振响应方面,当扭转阻尼比达到0.32%时,扭转涡激共振基本消失;抖振响应方面,台风下主梁抖振响应显著高于《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T 3360-01—2018)规定的百年重现期内设计风速下抖振响应。推荐主梁方案为上、下层桥面系分别采用正交异性钢桥面板和整体式箱梁的双层桥面板桁-箱桁组合钢梁,其主梁断面可满足颤振、涡激共振和抖振的抗风安全设计要求。 展开更多
关键词 悬索桥 双层桥面板桁-箱桁组合钢梁 台风 风致振动 气动选型 风洞试验
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不同风攻角下双层桁架梁非线性颤振特性风洞试验研究 被引量:1
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作者 韩艳 宋俊 +3 位作者 李凯 胡朋 仇志雄 丁少凌 《土木工程学报》 北大核心 2025年第6期34-50,共17页
为探究初始风攻角对典型双层桁架梁非线性颤振性能的影响,以某不同垂度四主缆悬索桥的主梁为背景,开展大振幅的非线性颤振风洞试验研究。首先通过设计的可分离非风致附加气动效应的试验方案,识别节段模型弹簧悬挂系统的机械参数和无风... 为探究初始风攻角对典型双层桁架梁非线性颤振性能的影响,以某不同垂度四主缆悬索桥的主梁为背景,开展大振幅的非线性颤振风洞试验研究。首先通过设计的可分离非风致附加气动效应的试验方案,识别节段模型弹簧悬挂系统的机械参数和无风下桁架梁节段模型的非风致附加气动参数,并从这些参数随振幅变化的角度探讨它们的非线性特征。随后测试该桁架梁单自由度(SDOF)扭转系统和两自由度(2DOF)弯扭耦合系统在各风速下的大幅非线性气弹响应演化过程,发现部分攻角在颤振临界风速附近的某风速下存在4个稳定振幅的复杂非线性分岔现象。最后,综合分析不同初始风攻角下该双层桁架梁的非线性颤振特性。研究结果表明:尽管微小振幅下的竖向和扭转非风致附加气动阻尼很小,但它们会随着振幅的增加而显著增大,表现出明显的非线性特性,因此是风洞实验中观察到软颤振行为的主要原因之一;该双层桁架梁在-5°到+5°风攻角范围内均表现出扭转模态分支主导的弯扭耦合极限环颤振现象,竖向自由度的参与向系统引入了竖向耦合气动负阻尼,使得系统稳定性降低,进而导致两自由度系统的非线性颤振振幅大于单自由度系统;虽然负攻角下的颤振临界风速更高,但其非线性颤振振幅随风速的增长速率相比于正攻角却更大(即后颤振性能更差),进而导致在高风速下负攻角的振幅更大更危险,可见,稳态振幅增长速率应作为非线性颤振性能评估的重要因素;最后,桁架梁在颤振临界风速附近表现出多稳定振幅的复杂分岔行为主要是由结构阻尼和气动阻尼随振幅的非线性变化共同导致的。 展开更多
关键词 四主缆悬索桥 双层桁架梁 风洞试验 非线性颤振 亚临界Hopf分岔
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基于BP神经网络的扁平钢箱梁涡振性能预测 被引量:2
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作者 白桦 杨光 +2 位作者 杨鹏瑞 杨鑫 高广中 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1388-1398,共11页
以大跨桥梁常用的扁平钢箱梁为研究对象,通过风洞试验和数值模拟建立了扁平钢箱梁断面在不同动力特性和气动外形下的扭转涡振响应数据库。利用建立的数据库训练了BP神经网络,提出了确定最佳隐含层节点数的方法,并利用交叉验证和遗传算法... 以大跨桥梁常用的扁平钢箱梁为研究对象,通过风洞试验和数值模拟建立了扁平钢箱梁断面在不同动力特性和气动外形下的扭转涡振响应数据库。利用建立的数据库训练了BP神经网络,提出了确定最佳隐含层节点数的方法,并利用交叉验证和遗传算法对BP神经网络的初始权值及阈值进行优化,预测扁平钢箱梁断面的扭转涡振性能。结果表明,利用遗传算法优化后的BP神经网络可以有效预测扁平钢箱梁断面的涡振特性,随机抽取的2个样本预测平均相对误差为8.18%。参数分析表明,扁平钢箱梁断面的腹板角度越小,箱梁断面越趋近于流线型,扭转涡振响应越小。扁平钢箱梁断面增加风嘴后可以减小扭转涡振响应,然而风嘴角度越大,扭转涡振响应越大。 展开更多
关键词 扁平钢箱梁 涡振 BP神经网络 遗传算法 交叉验证
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大跨斜拉桥自由振动阻尼识别与不确定性分析 被引量:1
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作者 封周权 石双发 +3 位作者 张吉仁 贺耀北 王甜 华旭刚 《应用基础与工程科学学报》 北大核心 2025年第1期12-23,共12页
结构阻尼比对桥梁抗风设计和减振控制至关重要.对数衰减法作为一种经典的阻尼比识别方法,尽管应用广泛,但受噪声等因素影响,衰减周期数的选择会显著影响阻尼比的识别精度.为了提升对数衰减法在工程中的适用性,首先建立了对数衰减法的不... 结构阻尼比对桥梁抗风设计和减振控制至关重要.对数衰减法作为一种经典的阻尼比识别方法,尽管应用广泛,但受噪声等因素影响,衰减周期数的选择会显著影响阻尼比的识别精度.为了提升对数衰减法在工程中的适用性,首先建立了对数衰减法的不确定性分析理论模型,推导出最优衰减周期数的理论计算式以及恒定的最优振幅比.其次,通过单自由度数值算例验证了所提方法的有效性和鲁棒性.最后,将解析模态分解法与所提方法相结合,并将其应用于某大跨度钢混组合梁斜拉桥的阻尼比识别.研究结果表明,最优衰减周期数对应于最大振幅衰减至0.3299倍时,阻尼比识别的不确定性最小.由于振幅依赖性影响,识别所得大跨度钢混组合梁斜拉桥的阻尼比结果相对离散,但均约为1%,与公路桥梁抗风规范推荐值接近.该研究成果为对数衰减法的工程应用提供了借鉴. 展开更多
关键词 大跨斜拉桥 阻尼识别 对数衰减法 自由振动 不确定性量化 信号分解
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列车荷载作用下的磁浮轨道梁响应极值条件 被引量:1
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作者 向活跃 刘科宏 李永乐 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第1期27-34,136,共9页
为研究磁浮轨道梁动力响应的变化规律,将磁浮列车简化为移动的均布荷载,采用解析法得到简支轨道梁动力响应的解析解,并讨论轨道梁最大值随车速、跨度等参数的变化规律,推导磁浮轨道梁动力响应的极值条件,利用有限元方法和车-桥耦合振动... 为研究磁浮轨道梁动力响应的变化规律,将磁浮列车简化为移动的均布荷载,采用解析法得到简支轨道梁动力响应的解析解,并讨论轨道梁最大值随车速、跨度等参数的变化规律,推导磁浮轨道梁动力响应的极值条件,利用有限元方法和车-桥耦合振动方法进行验证.结果表明:列车与轨道梁跨度比值较大时,随列车速度的增加轨道梁跨中最大响应以波动形式增加,最大响应存在极值,轨道梁响应随轨道梁跨度、质量等参数也有类似规律;当车速和跨度的乘积为特定常数,或轨道梁一阶竖弯频率与跨度的乘积为车速特定倍数时,轨道梁产生消振现象. 展开更多
关键词 磁浮轨道梁 动力响应 均布荷载 解析法 消振现象
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基于BiLSTM和注意力机制的结构振动响应重构 被引量:1
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作者 王昊 胡志祥 张一赛 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期321-332,共12页
在结构健康监测系统中重构缺失响应数据对于准确评估结构工作状况至关重要。提出了一种基于双向长短期记忆网络和注意力机制的缺失振动响应重构网络——序列到序列-双向长短时记忆网络-注意力模型。该网络在序列到序列(sequence to sequ... 在结构健康监测系统中重构缺失响应数据对于准确评估结构工作状况至关重要。提出了一种基于双向长短期记忆网络和注意力机制的缺失振动响应重构网络——序列到序列-双向长短时记忆网络-注意力模型。该网络在序列到序列(sequence to sequence,Seq2Seq)架构的基础上,将响应重构问题建模为序列生成问题,利用数据间潜在的时空关系显著提高模型的重构性能。此外,提出了一种基于均值平滑的损失计算方法评估模型的整体性能。通过对八自由度振动系统数值算例以及道林厅人行桥实际监测数据的研究,验证了所提出模型的鲁棒性与准确性。试验结果表明,该模型在不同噪声环境下均能胜任响应重构任务,在低信噪比的情况下仍表现出优异的重构性能。 展开更多
关键词 结构健康监测 响应重构 深度学习 序列到序列 双向长短期记忆网络 注意力机制
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