城市道路隨機車輛振動荷載譜研究.pdf

1、隨著城市地下空間的大量開發(fā)，車輛荷載所引起的地下空間的振動問題備受關注。車輛荷載作為市政道路的基本可變荷載之一，目前我國對市政道路車輛荷載譜的研究較少，并沒有形成公認的車輛荷載譜。因此對市政道路車輛荷載譜的研究，具有重要的科學意義和工程應用價值。
　　本文以廣州市番禺區(qū)三處不同市政道路為研究對象，實地調查統(tǒng)計了車流量，并在夜間車輛較少時段測試了4種主流單一車型在不同時速時引起的路面振動。運用MATLAB計算軟件，通過理論分析、數值

2、模擬的方法，模擬得到可以真實反映市政道路實際車流量情況的隨機車輛振動荷載譜。并運用ANSYS有限元軟件，建立了簡化的地下空間上方鋼彈簧浮置板結構模型，計算了結構的最大位移響應。主要的研究方法和結果如下：
　?。?）為了分析實際車流量的統(tǒng)計特性，從統(tǒng)計學角度出發(fā)，將采集到的車流量數據按照小汽車、小貨車、大貨車、公交車4種主流車型進行分類統(tǒng)計，分析樣本的統(tǒng)計特性，建立了高斯混合數學模型來模擬混合車流量，得到了該高斯混合模型的概率密度函

3、數。
　?。?）為了模擬4種主流單一車型的車輛振動荷載譜，以實測的4種主流單一車型在不同時速時路面的振動加速度時程為研究對象，利用反應譜精確算法理論，通過MATLAB軟件編程，得到每一種單一車型車輛荷載的反應譜。將得到的反應譜作為目標反應譜，根據三角級數疊加法理論，通過MATLAB軟件編程，模擬得到符合目標反應譜的每一種單一車型的車輛荷載時程。通過比較計算反應譜與目標反應譜，可以發(fā)現本文的模擬方法可行，模擬的數據準確度較高，為模擬

4、隨機車輛振動荷載譜提供良好的數據支撐。
　?。?）為了模擬隨機車輛振動荷載譜，根據車流量的高斯混合模型的概率密度函數，生成符合該統(tǒng)計特性的混合車流量時間序列，基于波形疊加理論根據混合車流量的時間序列將單一車型的車載荷載時程進行組合，得到了隨機車輛振動荷載譜。
　?。?）借助ANSYS有限元分析軟件，建立了簡化的有限元模型，進行模態(tài)分析，得到結構的前10階模態(tài)，將隨機混合車流的車輛荷載譜加載在結構上進行反應譜分析，得到了浮置板