应用振动功率流分析支座对桥梁三抗震性能的影响.doc
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1、应用振动功率流分析支座对桥梁抗震性能的影响摘要 本文选用北京城市轨道 交通 某高架桥结构, 研究 了系统振动功率流的传递, 分析 了板式橡胶支座参数变化对结构整体抗震性能的 影响 。 理论 分析和仿真 计算 表明,板式橡胶支座的加入增加了结构的整体性,使得连续梁各桥墩分担总的振动功率流,从而改善了结构整体抗震性能。关键词 振动功率流;高架桥;抗震性能;板式橡胶支座1 引言 目前 ,功率流理论主要 应用 于船舶结构的减振降噪以及梁板结构、机器及基础等的隔振和减振方面14,在桥梁减隔振方面的应用较少,尚未找到应用功率流理论分析高架桥梁支座参数对桥梁抗震性能影响的 文献 。 传统的振动分析 方法 传
2、递函数法,采用力或速度等单一物理量的传递概念衡量振动在结构中的响应,忽略了物理量的内在信息。振动在结构中的传播过程实质上是振动能量的传递过程,结构振动的大小取决于输入能量的大小,只有减少对结构的能量输入,才能减少结构的振动5。本文从桥梁结构振动能量传递角度出发,分析了高架桥纵桥向振动能量的传递过程及板式橡胶支座参数对桥梁抗震性能的影响。2 高架桥梁的功率流分析2·1 功率流的基本概念 功率流表示单位时间内外力作功或结构耗散能量的能力6,定义为在单位时间流过垂直于波传播方向上单位面积的振动能量7。即当结构上作用一简谐力Fejt并产生速度响应Vej(t+),将该力的时间平均功率称为振动功
3、率流P,表示为:功率流既考虑了物理量力和速度的大小,也考虑两个物理量之间的相位关系。作为一个能够同时表征振动水平和传递方向的物理量,它适合于分析不同支座参数对桥梁抗震性能的影响,克服了用单一物理量评价的不足。2·2 高架桥纵桥向的功率流推导 本文选用文献8所述的1联(25+25+25)m的城市轨道交通高架连续梁桥进行研究。该联墩号为1821,墩高分别为7.0m、8.2m、7.8m和7.8m,20墩为固定墩,其余为活动墩。由于梁的纵向刚度远大于桥墩的弯曲刚度,在纵桥向地震激励作用下,高架桥梁结构体系上部梁结构可模拟为刚体,板式橡胶支座可模拟为水平向弹簧。结构计算模型如图1所示。对于上述
4、计算模型,可以采用如图2所示的桥梁结构电-力类比导纳分析模型进行功率流分析。图中简谐激励力FI(j)“流过”桥梁、支座、墩柱等“元件”,以FO(j)传到基础中,类比于电路图中的电流;每个元件两端变化的物理量速度,类比于电路图中的电压;Ya、Yb、Yn依次为梁质量、梁刚度和阻尼及各支座的刚度和阻尼、各墩的质量、刚度和阻尼的导纳,类比于电路图中的电阻。 式中,m为质量。由上式可以计算出梁部、桥墩的质量导纳,分别用符号Ya、Yg、Yi、Yk、Ym表示。若将图中、点处导纳按照导纳的串、并联进行计算9,可得: 再由式(3),可以 计算 得到通过各节点的振动功率流。 为了便于计算比较,将流入桥梁部的功率流
5、作为基准,对输入到各个节点的功率流进行归一化处理,得到归一化功率流。通过计算以上流入桥梁各部分的功率流,得到传递到各桥墩的振动能量大小,进而可以评价支座参数对桥梁抗震性能的 影响 。本文根据以上推导,用Matlab软件编程计算。3 支座参数对高架桥功率流的影响 参照 参考 文献 8,板式橡胶支座水平刚度取以下数值(kN/m):1.705×104,2.273×104,2.728×104和3.410×104,将以上四种情况记为橡胶支座1,橡胶支座2,橡胶支座3和橡胶支座4,并与采用普通活动支座的情况做比较。 流入各个桥墩的总的功率流大小随支座弹簧水平刚度大小
6、变化如图3所示。从图3中可以看出,加入板式橡胶支座后,流入各桥墩总的功率流发生了变化: (1) 应用 普通活动支座时,由于活动墩与梁部无水平联系,从梁部传下的功率流,全部流入固定墩,流入桥墩的总功率流实际上反应的是流入固定墩的功率流,功率流曲线比较平坦; (2)加入板式橡胶支座后,加强了活动墩与梁部的联系,功率流在各个活动墩之间分配,随着支座水平刚度的增加,总功率流减小;当激振频率与某活动墩的自振频率接近时,即结构发生“准共振”时,则流入该墩的功率流增加,总功率流局部会出现峰值。 (3)随着激振频率的增加,流入桥墩的总功率流逐渐下降,这是由于桥梁结构的“低通滤波效应”。限于篇幅,本文选取固定墩
7、(墩号20)和一个活动墩(墩号19), 研究 流入的功率流随支座水平刚度的变化情况,如图4、图5所示。从图4和5可以看出: (1)大部分功率流直接流入固定墩,只在活动墩自振频率附近的频率段,功率流分担到该活动墩;随着橡胶支座水平刚度的增加直接流入到固定墩的总功率流减小; (2)对于活动墩,采用橡胶支座后,流入的功率流突然增加,并随着支座水平刚度的增大,功率流峰值减小;功率流峰值在该墩的自振频率附近,随着支座水平刚度的增加,峰值点相应右移; 上述结论与参考文献8做的频响 分析 和时程分析结果吻合。加入橡胶支座后,增强了梁和桥墩的联结,使得功率流得到“分流”,将原来固定墩承受的功率流,分担到各个活
8、动墩上。从而提高了高架桥梁结构的整体性,使得各桥墩共同承受外力作用。4 结论 本文从振动功率流的角度分析了桥梁支座对高架桥整体抗震性能的影响。分析表明,采用板式橡胶支座后,增强了梁和桥墩的水平向联结,使活动墩共同受力,分担部分梁上传下来的功率流,从而减小传递到固定墩的功率流,有利于提高结构整体的抗震性能。参考文献:1ZhangXiao-cietal.CalculationofPowerFlowTransmissionforaCommonFloatingRaftSharedbySeveralShipMachinesJ.JournalofShipMechanics,2001,5(3):8994.2
9、李伟,仪垂杰,胡选利,等.梁板结构功率流的导纳法研究J.西安 交通 大学学报,1995,29(7):2935.3熊冶平,王锡平,韩玉长,等.机器-基础柔性隔振系统的功率流试验研究J.试验力学,1998,13(2):242246.4霍睿,宋济平,孙玉国.柔性基础主动隔振系统的功率流传递性J.噪声与振动控制,1999,2:911.5朱建国,姚利峰.振动功率流防振系统J.噪声与振动控制,2001,1:1318.6欧大生,欧阳光耀.功率流 理论 在振动控制中的应用与 发展 A.2001年船舶与海洋工程研究专集C,总第143期:36.7谷爱军,范俊杰.浮置板轨道竖向振动能量传递分析J.铁道学报,2004
10、,26(5):125128.8王建兵,刘保东.城市轨道交通高架桥抗震性能研究A.第二届全国抗震加固改造学术交流论文C.结构工程师2005年增刊:672677.9李德葆,陆秋海.实验模态分析及其应用M.北京: 科学 出版社,2001:2533.10王伯雄.测试技术基础M.北京:清华大学出版社,2005:312330.24阳谷一中20142015学年第二学期阶段测试高二政治试题第I卷 选择题(共70分)一、 选择题(本大题共50小题,1-40每小题1.5分,共60分;41-50为附加题,每小题1分,共10分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。)12014年10月13日,法国教授
11、让梯若尔(Jean Tirole)因其对市场力量和管制的研究分析获得诺贝尔经济学奖。从哲学角度看,经济学家的这一研究成果 ( )A提供了认识世界的根本方法 B源于经济学家对经济活动的观察和思考 C构建了主观见之于客观的桥梁 D是对自然知识的概括和总结2美丽的花朵,五颜六色。世界上有黑色的花朵吗?有人说,没有,因为至今从未见过黑色的花。下列说法与这种判断方式一致的是 ( )世界是一团永恒的活火 万物皆备于我 事物是理念的影子 世界是不可认识的 A B C D3“日往则月来,月往则日来,日月相推而明生焉;暑往寒来,寒暑相推而岁成焉。”这是易传中的观点。该观点主要体现了 ( )世界的本原是物质 运动
12、是无条件的、永恒的、相对的 运动是事物的固有属性和存在方式 认识到事物处于运动变化之中 A B C D4爆发于非洲的埃博拉疫情以其蔓延速度快、死亡率高震惊了世界,世界卫生组织也集中力量加快对此疫情的研究,经过不懈努力,2014年10月科学家终于发现了对抗埃博拉病毒的抗体。上述材料说明( ) 思维和存在具有同一性 思维能够直接创造存在思维对存在具有促进作用 世界上没有不可认识之物,只有尚未认识之物 A. B C D5以下选项能够正确反映唯物主义三种基本形态演进顺序的是( ) 存在就是被感知 原子是世界的本原,原子的属性就是物质的属性 世界是一团永恒的活火 物质是标志客观实在的哲学范畴 A B C
13、 D6马克思主义哲学的产生,开启了无产阶级和全人类的解放事业。之所以这样说,是因为马克思主义哲学( )来CC源:Zxxk.Com确立了科学的实践观 是科学之科学 实现了实践基础上的科学性和革命性的统一 吸收了合理的自然科学和哲学成果 A. B C D7.传统的横版中国地图沿经线分割,地图呈东西方向,给人的错觉是中国东西长、南北短,同时南海诸岛是以插图形式表现,读者无法全面直观地认识中国全图。湖南地图出版社采用中科院专家设计的“广义等差分纬线多圆锥投影方法”,沿纬线分割,绘制出的竖版中国地图更具直观性,海域展现更完整。从哲学上看,这表明( )地图绘制技术的发展对认识活动产生重要影响 作为测绘结果
14、的地图是对陆域海域的能动反映 沿纬线分割方法比沿经线分割方法更具优越性 越具直观性的东西越能揭示事物的内在规律性A. B C D8唐山市南湖改造前曾是垃圾成山、杂草丛生的采煤沉降区,该市经过多次考察论证,决定用绿色植物的生态功能彻底改善下沉区的生态环境,经过多年的治理改造,南湖如今成为独具特色景观的森林公园。唐山南湖“化腐朽为神奇”的嬗变充分说明( ) 人的意识活动具有自觉选择性和创造性 人的意识是沟通物质与精神世界的桥梁 人们的科学观念是成功改造事物的基础 人们能够在正确意识的指导下改造世界 A B C D9网上曾经流传一个帖子,“世界排名前十位的奢侈品”不是什么名表豪车,而是生生不息的信念
15、、点燃他人希望的精神特质等。其理论依据在于( ) 理想、信念具有直接现实性的特点 高昂的精神使人振奋,萎靡的精神让人颓废 意识对人的生理活动具有决定作用发挥意识的主观能动作用,有利于获得成功 A B. C. D10燃料电池具有能量转化效率高、零排放无环境污染等渚多优点。然而,燃料电池中的核心部件“质子传导膜”存在燃料渗透等难题,极大地限制了燃料电池的大规模应用。最近中德荷科学家的研究表明,质子可以较为容易地“穿越”石墨烯和氮化硼等二维材料,从而解决了燃料渗透的问题。这表明 ( ) 人们的认识能力始终受到实践能力的制约科学研究成果始终是检验认识真理性的标准认识决定于实践并指导实践活动的开展 认识
16、在实践基础上不断推翻已确定的真理 A B C D1120世纪70年代,以青草鲢鳙为主的亚洲鲤鱼被引入美国,用于清除池塘中泛滥成灾的藻类和其他植物,以改善生态环境。但随着数量的增加,亚洲鲤鱼已经向美国五大湖蔓延,对当地生态造成巨大威胁。从哲学的角度看,这说明( ) 规律是客观的,不能人为地干预生物的生存环境和条件 联系是具体的,不能人为地改变自然界固有的生态平衡 发展是永恒的,要认识到事物的量变必然引起事物的质变 矛盾是普遍的,要用对立统一的观点看待外来物种的引进 A. B C D12.爱因斯坦曾经说他相信有上帝,但是相信的不是一个人格化的上帝。他不满意玻恩和海森伯对量子性质随机性和不可精确预期
17、性的诠释,说了一句名言:“上帝永远不会掷骰子。”对爱因斯坦世界观的正确理解有 ( ) 爱因斯坦否认物质世界存在着规律性爱因斯坦倾向于世界具有统一性 爱因斯坦相信客观世界受规律支配 爱因斯坦没有清晰一致的世界观立场A.BCD13巴西科研人员通过反复研究,在实验室中培育出具有特定序列的蛛丝蛋白,进而制作出世界上首条人造蛛丝。这种人造蛛丝不仅具有弹性好、韧性大等优点,还能够生物降解,未来有望在纺织材料、医疗和飞机船舶制造等领域得到应用。人造蛛丝的成功研制说明( )人可以根据主观需要创造出新的具体的物质形态人能够通过实践将观念中的存在变成现实的存在发挥主观能动性是科学研究获得成功的必要前提离开了对规律
18、的尊重主观能动性就不能发挥作用A B C D14一直以来人们对彗星充满无限遐想。为了解彗星的形成、进化和结构等,欧洲航天局于2014年11月通过“罗塞塔”号探测器向彗星“67P丘留莫夫格拉西缅科”彗核成功发射着陆器“菲莱”。对彗星的科学探测活动将进一步佐证( )人类的好奇、兴趣和遐想是推进有关彗星认识的直接动力现代科技和探测手段的发展推动有关彗星认识的深化发展严密的逻辑和精心的准备能确保彗星探测实践的如期成功实践发展提出的客观需要是推进有关彗星认识的根本动力A B C D15.五子十童图是以人为题材的共生画,画中画了一群活泼可爱的儿童,只有五张脸、五双手、五双脚,故称“五子”。但通过身体部位的
19、相互借用,却可以数出姿态各异的“十童”。关于共生画,下列评析正确的是( )构造画面需要立足整体,把握各要素之间的有机联系欣赏画作需要欣赏者发挥意识能动性,自主建构画面画的创作要敢于突破人体结构规律,匠心独运、巧妙设计审美趣味因人而异,画面的内涵取决于欣赏者的审美取向ABCD16.古语云:“流丸止于瓯臾(意为瓦器),流言止于智者。”流言之所以止于智者,主要是因为( )A.流言是对客观事实歪曲错误的反映 B.智慧是检验流言正确性的唯一标准C.主体对外部世界的反映具有能动性 D.智者善于透过事物现象把握其本质17习近平主席指出:“亚洲各国就像一盏盏明灯,只有串联并联起来,才能让亚洲的夜空灯火辉煌。”
20、习近平以“明灯”比喻亚洲国家,寄语各国只有加强互联互通建设,才能共同编织和平、富强,进步的亚洲梦。这表明我国( ) 在事物的固有联系中把握和改造事物 以美好意愿为基础建立与各国的具体联系 看到了任何两个事物之间都有着联系 掌握和运用系统优化的方法实现最佳效果 A B. C. D.18.一位领导同志在谈到“一把手”应当是什么样的人时说,干部总有更替,任职总有期限,但一个地区科学发展的总体方向不能变,科学规划的基本思路不能变,应保持工作的连续性和稳定性,每一位领导干部都应该有“功成不必在我任期”的境界。这一认识的哲学依据是( )要果断地抓住时机促成质变 要学会具体问题具体分析 事物的发展是一个量的
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