波形鋼腹板橋梁車橋耦合振動及沖擊系數(shù)研究.pdf

1、波形鋼腹板箱梁橋是用波形鋼腹板替代混凝土腹板或平鋼腹板的一種新型橋梁結(jié)構(gòu)。這種新型箱梁結(jié)構(gòu)有諸多優(yōu)點，例如，波形鋼腹板具有較高的抗剪及抗拉能力，徹底解決了混凝土腹板箱梁一直存在的腹板開裂問題；由于波形鋼在縱向具有褶皺效應(yīng)，使得縱向剛度幾乎為零，減少了對混凝土頂、底板的徐變、收縮約束，大大的提高了頂、底板中預(yù)應(yīng)力的效應(yīng)等等一些優(yōu)點。國內(nèi)外一些學(xué)者對這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了很多的靜力方面研究，但是動力學(xué)方面一直處于滯后狀態(tài)。本文對該種結(jié)構(gòu)動力學(xué)方面做

2、了一些研究，具體如下所述。
　　推導(dǎo)了并求解車橋耦合振動方程。車輛振動方程推導(dǎo)首先由簡單到復(fù)雜，依次分別為四分之一車輛模型、二分之一二軸車輛模型、二分子一三軸車輛模型、整車三軸車輛模型。將橋梁與車輛作為兩系統(tǒng)來考慮，對振動方程分開建立，并由橋梁和車輪間的接觸點幾何相容條件與力的平衡關(guān)系來進(jìn)行耦合；由于直接采用橋梁的有限元幾何模型時計算自由度多，工作量也增加，為了減少計算自由度，采用模態(tài)綜合技術(shù)并運用Newmark法來求解方程。

3、r>　　橋面不平度被認(rèn)為是影響車橋耦合振動的主要因素之一。本文運用諧波疊加法與國家標(biāo)準(zhǔn)86GB/T7031對應(yīng)的A、B、C三級路面不平度的重構(gòu)，并基于數(shù)值計算軟件MATLAB編制出相應(yīng)的計算程序。
　　了解橫隔板的布置及數(shù)量對波形鋼腹板箱梁動力特性的影響。利用通用有限元軟件ANSYS建立了五種簡支箱梁模型，分別為：①無橫隔板波形鋼腹板箱梁；②三塊跨中橫隔板波形鋼腹板箱梁（橫隔板位置：1/4、1/2及3/4跨）；③兩塊端橫隔板波形鋼

4、腹板箱梁；④五塊橫隔板波形鋼腹板箱梁(橫隔板位置：兩塊端橫隔板及1/4、1/2及3/4跨）。⑤混凝土腹板箱梁。分別提取各模型前十階振動特性進(jìn)行對比分析。為了驗證Ansys軟件計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，還分別采用了Midas-Civil軟件對有關(guān)算例進(jìn)行了分析。
　　以潑和大橋為工程背景，通過ANSYS建立橋梁有限元模型，分析了車輛行駛速度、路面不平順、橋梁阻尼對橋梁沖擊系數(shù)值的影響?？偨Y(jié)了各國規(guī)范對沖擊系數(shù)的定義，得出其相應(yīng)值，并且與數(shù)值