移動荷載作用下橋梁響應的高效計算.pdf

1、迄今為止，在移動荷載過橋動力響應問題計算中廣泛采用的仍然是Newmark法，由于Newmark方法必須在每一時間步內限制荷載的大小和作用位置都不能改變，因而當作用在橋上的荷載位置移動且其大小隨時間逐漸變化時，再用Newmark方法計算的話，計算的效率和精度就會受到一定的限制。而近年來出現(xiàn)的精細積分法雖然允許荷載的大小在每一時間步長內發(fā)生變化，但是仍假定其作用位置是不變的，未能采取措施以描述荷載沿著橋面的連續(xù)移動性。本文在精細積分的基礎上

2、結合有限元技術進行了進一步的推廣，首先給出了三種不同的精細積分格式，在每一時間步內不但允許移動荷載的大小按一定的規(guī)律連續(xù)變化，而且模擬了荷載在空間域的連續(xù)移動。接著假定荷載的模式分別為勻速常值荷載、勻速簡諧荷載、變速移動簡諧荷載等，對不同荷載模式引起的橋梁的動力響應分別按不同的精細積分模式進行計算，并將結果與通過Newmark方法所求得的結果以及解析解進行比較。最終結果表明，用本文提出的方法可以用較粗的結構單元和較大的時間步長而獲得很高

3、的計算精度，而且其計算效率也比Newmark法高得多。 在移動簡諧荷載精細積分方法的基礎上，本碩士論文又研究了移動隨機荷載作用下橋梁的動力響應。采用有限元建立橋梁模型，基于虛擬激勵法和精細積分法并運用上述的計算方法來研究移動荷載作用下橋梁的隨機振動問題。假設荷載為具有常均值的平穩(wěn)隨機過程，將移動荷載對橋梁的激勵看成是一類均勻調制演變隨機激勵，推導出橋梁響應的非平穩(wěn)功率譜，方差(標準差)。然后采用擴展的精細積分法計算橋梁的瞬態(tài)虛擬