城市道路隨機(jī)車輛振動(dòng)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(dòng)問(wèn)題備受關(guān)注。車輛荷載作為市政道路的基本可變荷載之一，目前我國(guó)對(duì)市政道路車輛荷載譜的研究較少，并沒有形成公認(rèn)的車輛荷載譜。因此對(duì)市政道路車輛荷載譜的研究，具有重要的科學(xué)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以廣州市番禺區(qū)三處不同市政道路為研究對(duì)象，實(shí)地調(diào)查統(tǒng)計(jì)了車流量，并在夜間車輛較少時(shí)段測(cè)試了4種主流單一車型在不同時(shí)速時(shí)引起的路面振動(dòng)。運(yùn)用MATLAB計(jì)算軟件，通過(guò)理論分析、數(shù)值

2、模擬的方法，模擬得到可以真實(shí)反映市政道路實(shí)際車流量情況的隨機(jī)車輛振動(dòng)荷載譜。并運(yùn)用ANSYS有限元軟件，建立了簡(jiǎn)化的地下空間上方鋼彈簧浮置板結(jié)構(gòu)模型，計(jì)算了結(jié)構(gòu)的最大位移響應(yīng)。主要的研究方法和結(jié)果如下：
　?。?）為了分析實(shí)際車流量的統(tǒng)計(jì)特性，從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度出發(fā)，將采集到的車流量數(shù)據(jù)按照小汽車、小貨車、大貨車、公交車4種主流車型進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，分析樣本的統(tǒng)計(jì)特性，建立了高斯混合數(shù)學(xué)模型來(lái)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(shù)。
　?。?）為了模擬4種主流單一車型的車輛振動(dòng)荷載譜，以實(shí)測(cè)的4種主流單一車型在不同時(shí)速時(shí)路面的振動(dòng)加速度時(shí)程為研究對(duì)象，利用反應(yīng)譜精確算法理論，通過(guò)MATLAB軟件編程，得到每一種單一車型車輛荷載的反應(yīng)譜。將得到的反應(yīng)譜作為目標(biāo)反應(yīng)譜，根據(jù)三角級(jí)數(shù)疊加法理論，通過(guò)MATLAB軟件編程，模擬得到符合目標(biāo)反應(yīng)譜的每一種單一車型的車輛荷載時(shí)程。通過(guò)比較計(jì)算反應(yīng)譜與目標(biāo)反應(yīng)譜，可以發(fā)現(xiàn)本文的模擬方法可行，模擬的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度較高，為模擬

4、隨機(jī)車輛振動(dòng)荷載譜提供良好的數(shù)據(jù)支撐。
　?。?）為了模擬隨機(jī)車輛振動(dòng)荷載譜，根據(jù)車流量的高斯混合模型的概率密度函數(shù)，生成符合該統(tǒng)計(jì)特性的混合車流量時(shí)間序列，基于波形疊加理論根據(jù)混合車流量的時(shí)間序列將單一車型的車載荷載時(shí)程進(jìn)行組合，得到了隨機(jī)車輛振動(dòng)荷載譜。
　?。?）借助ANSYS有限元分析軟件，建立了簡(jiǎn)化的有限元模型，進(jìn)行模態(tài)分析，得到結(jié)構(gòu)的前10階模態(tài)，將隨機(jī)混合車流的車輛荷載譜加載在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行反應(yīng)譜分析，得到了浮置板