本書共6章,主要內(nèi)容包括:緒論、大位移模數(shù)式伸縮縫結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析、大位移模數(shù)式伸縮縫優(yōu)化設(shè)計、大位移模數(shù)式伸縮縫垂向動力學(xué)分析、模數(shù)式伸縮縫垂向動力學(xué)仿真分析、大位移模數(shù)式伸縮縫水平動力學(xué)分析。
隨著我國大跨度橋梁建設(shè)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(guān)于模數(shù)式伸縮縫只有少量的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),還沒有制定國家標(biāo)準(zhǔn),且對大位移模數(shù)式伸縮縫的理論動力學(xué)模型和動力特性的相關(guān)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(fù)雜工況下大位移模數(shù)式伸縮行結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析而對伸縮縫整體結(jié)行優(yōu)化設(shè)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(jié)果可以為大位移模數(shù)式伸縮縫在大跨度橋梁中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)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(nèi)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(gòu)件的應(yīng)力分布及變形行等效荷載和疲勞載荷作用下的應(yīng)力分析,行結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度與疲勞強(qiáng)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(yù)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(yīng)的影響,為合理設(shè)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(yīng)的影響,為合理設(shè)計伸縮裝置提供理論依據(jù)。
全書語言精練、結(jié)構(gòu)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。可作為普通高等院校相關(guān)專業(yè)的學(xué)生的輔助教材,也可供相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考閱讀。
本書作者為華北水利水電大學(xué)機(jī)械學(xué)院講師。作者結(jié)多年研究成果的基礎(chǔ)上,廣泛收集國內(nèi)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(lǐng)域?qū)<覍W(xué)者的指導(dǎo)和幫助,在此特向為本書提供指導(dǎo)幫助的專家學(xué)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(lǐng)域?qū)<覍W(xué)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(xué)博士,1988年生,河南省中牟縣人,現(xiàn)任華北水利水電大學(xué)機(jī)械學(xué)院講師,河南省起重運(yùn)輸與工程機(jī)械創(chuàng)新型科研團(tuán)隊成員。主要研究方向為結(jié)構(gòu)隔震與消能減震控制、結(jié)構(gòu)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(xué)?蒲许椖縫an>項,參與省部級項目4項,指導(dǎo)學(xué)生參加第四屆中國大學(xué)生起重機(jī)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(nèi)外研究現(xiàn)狀……………………………………………………。
1.4工程應(yīng)用現(xiàn)狀………………………………………….…….…….。
1.5研究內(nèi)容…………………………………………………………..,
第2章大位移模數(shù)式伸縮縫結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析………………………………R
2.1大位移模數(shù)式伸縮縫結(jié)構(gòu)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(shè)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(jié)………………………………………………………….d E
第4章大位移模數(shù)式伸縮縫垂向動力學(xué)分析……………………………46
4.1垂向振動方程推導(dǎo)…………………………………………………』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(xué)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(yīng)的影響…-…-…………’……’’’…‘81
5.6載荷作用位置對振動響應(yīng)的影響…………………………………82
第6章大位移模數(shù)式伸縮縫動力學(xué)分析…………………………’。83
6.1伸縮縫方向振動方程…………………………………………83
6.2計算結(jié)果分析…………………-……-……--……………………‘。85
6.3向振動數(shù)值仿真分析………………………………………’‘88
參考文獻(xiàn)………………………………………--…………………………91
附錄1模數(shù)式伸縮縫垂向振動響應(yīng)分析程序……………………………92
附錄2模數(shù)式伸縮縫向振動響應(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)及維修壓力也越來越大。伸縮縫是橋梁結(jié)構(gòu)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(shè)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(fù)沖擊作用,導(dǎo)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(hù)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(xué)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(guān)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(jì)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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)......