超速超載車橋耦合振動(dòng)對(duì)簡(jiǎn)支梁橋損傷研究.pdf

1、車輛通過橋梁引發(fā)橋梁振動(dòng)，橋梁振動(dòng)反過來對(duì)車輛產(chǎn)生激勵(lì)，從而影響車輛的安全性與舒適性。移動(dòng)的車輛荷載引發(fā)的振動(dòng)會(huì)使橋梁變形過大，產(chǎn)生安全隱患。受經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)和安全意識(shí)淡薄，超速超載現(xiàn)象屢見不鮮。超速超載車輛使得橋梁超負(fù)荷承載，更加劇了橋梁損傷的發(fā)展，甚至引起橋梁垮塌等嚴(yán)重事故。本文通過研究車橋耦合振動(dòng)來分析超速超載車輛對(duì)公路橋梁動(dòng)力響應(yīng)的影響和超速超載車輛對(duì)橋梁損傷的影響，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)建立車橋耦合振動(dòng)方程，車輛采

2、用兩自由度半車模型，簡(jiǎn)支梁橋采用歐拉梁?jiǎn)卧?，運(yùn)用直接積分Newmark-β法進(jìn)行迭代求解和振型分解法解出穩(wěn)態(tài)解，并運(yùn)用MATLAB編程求解車橋耦合振動(dòng)對(duì)簡(jiǎn)支梁橋的動(dòng)力響應(yīng)；
　　(2)選用一座城市道路簡(jiǎn)支梁橋，其限載20t，限速60km/h，分析對(duì)比超載車輛及超速車輛對(duì)該簡(jiǎn)支梁橋動(dòng)力響應(yīng)的影響。結(jié)果表明，橋梁在超載車輛作用下，跨中撓度隨著載重增加而增大，增大幅度與載重增加值相仿。超速車輛對(duì)橋梁撓度影響不成線性關(guān)系，而是在某一車速達(dá)

3、到最大，這時(shí)車輛與橋梁達(dá)到共振。超載對(duì)橋梁影響較大，而超速現(xiàn)象加劇了這一因素發(fā)展；
　　(3)橋梁損傷使得位移模態(tài)發(fā)生改變，但位移模態(tài)對(duì)損傷并不敏感。本文研究討論了位移模態(tài)與曲率模態(tài)之間的關(guān)系，運(yùn)用差分法可通過位移模態(tài)求解曲率模態(tài)。運(yùn)用剛度下降來模擬橋梁損傷，并對(duì)比固有頻率、位移模態(tài)、位移模態(tài)差、曲率模態(tài)、曲率模態(tài)差對(duì)損傷的判定結(jié)果。結(jié)果表明，固有頻率對(duì)損傷判定既能定性也能定量，但不能判定損傷位置，曲率模態(tài)差對(duì)小損傷大損傷都比較敏