大跨度異形鋼拱橋車橋耦合振動(dòng)研究.pdf

1、對(duì)于車橋耦合振動(dòng)的研究主要集中于鐵路等軌道橋梁，而對(duì)公路橋梁則研究較遲，且由于橋梁結(jié)構(gòu)的多樣化、復(fù)雜化、輕柔化以及當(dāng)時(shí)理論和分析方法的局限性，一般僅限于對(duì)公路簡(jiǎn)支梁橋的車橋耦合振動(dòng)研究分析。隨著橋梁車橋耦合分析領(lǐng)域有限元的廣泛應(yīng)用，對(duì)連續(xù)梁橋、斜拉橋、鋼管拱橋及懸索橋等復(fù)雜橋梁的車橋耦合振動(dòng)分析越來越多，但對(duì)于大跨度異形鋼拱橋的研究依然較少。因此開展對(duì)該類拱橋車橋耦合振動(dòng)規(guī)律及沖擊系數(shù)的計(jì)算與取值研究具有一定的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。<

2、br>　　 本文將車橋整體系統(tǒng)看作兩個(gè)分離的子系統(tǒng)，分別建立七自由度整車模型的振動(dòng)微分方程及橋梁振動(dòng)方程；利用Matlab編制了基于精細(xì)積分法求解車輛運(yùn)動(dòng)方程的程序，并運(yùn)用有限元軟件Ansys對(duì)梁格空間橋梁模型進(jìn)行瞬態(tài)分析求解；而由于車輛輪胎與橋面始終保持接觸，從而可以得到車橋之間的耦合關(guān)系，相互迭代最終實(shí)現(xiàn)空間車輛與橋梁耦合振動(dòng)數(shù)值分析。然后，根據(jù)GB/T7031-2005規(guī)定的路面不平整度功率譜密度擬合表達(dá)式并利用離散傅立葉逆變換

3、得到橋面不平度值；考慮到空間車輛模型前后車輪之間時(shí)間滯后性以及左右輪胎之間相關(guān)性，相繼得到四個(gè)輪胎對(duì)應(yīng)的橋面不平整度序列。再以七自由度空間整車模型及大跨度異形鋼拱橋?yàn)檠芯繉?duì)象，開展了包括車輛速度、橋面不平整度、車輛橫向位置以及車輛交會(huì)位置等因素在內(nèi)的車橋耦合振動(dòng)分析方法及主梁、吊桿和拱肋沖擊系數(shù)的研究。最后，對(duì)風(fēng)-車-橋耦合系統(tǒng)數(shù)值分析作了初步探討，分析了靜風(fēng)作用下風(fēng)-車-橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)響應(yīng)規(guī)律。研究結(jié)果表明：主梁、拱肋及吊桿的動(dòng)力系數(shù)