基于有限元模型修正的大跨度懸索橋隨機(jī)車流車-橋耦合振動分析.pdf

1、車-橋耦合振動是車輛體系與橋梁結(jié)構(gòu)體系相互作用的結(jié)果，以往對橋梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的研究多局限于既定車流，且研究的車輛模型多為兩軸和三軸車型，但實際行駛于橋面的車流具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，車型多為兩軸、三軸、四軸、五軸及六軸不等；加之橋梁結(jié)構(gòu)的計算模型與實際結(jié)構(gòu)之間存在一定的差異，這進(jìn)一步影響了計算結(jié)果的精度，因而對應(yīng)的研究成果，在其推廣應(yīng)用上還具有一定的局限性。因此，本文從對公路實橋隨機(jī)車流的研究入手，結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)有限元計算模型的修正技術(shù)，研究了

2、隨機(jī)車流作用下大跨度懸索橋的車-橋耦合振動響應(yīng)，具體內(nèi)容表現(xiàn)為以下幾方面： (1)研究了隨機(jī)車流隨機(jī)特性的分布規(guī)律，編制了車速、車距、車型及車重隨機(jī)的車流的模擬程序，提出了組合預(yù)測法，并以該方法對公路橋梁的車輛流量進(jìn)行實時預(yù)測，取得了較好的預(yù)測效果；通過對公路實橋車輛流量的統(tǒng)計分析，得到了常見車流的一般統(tǒng)計參數(shù)，建立了隨機(jī)車流參數(shù)數(shù)據(jù)庫，生成了不同類型的隨機(jī)車流模型。 (2)提出了基于敏感參數(shù)分析的子結(jié)構(gòu)有限元模型的修正

3、方法，并以四渡河特大懸索橋為研究對象，實現(xiàn)了對該橋有限元計算模型的成功修正，為后續(xù)進(jìn)行的橋梁結(jié)構(gòu)車一橋耦合振動分析等奠定了堅實的基礎(chǔ)。 (3)建立了21自由度的四軸車型、25自由度的五軸車型及29自由度六軸車型的模型，在現(xiàn)有的13自由度的雙軸車型及17自由度的三軸車型的基礎(chǔ)上，完善了隨機(jī)車流典型車輛的計算模型體系，提高了隨機(jī)車流中車輛模型的計算精度?；赩B語言，編制了隨機(jī)車流車-橋耦合振動分析程序，實現(xiàn)了該程序與隨機(jī)車流模擬生

4、成程序及大型有限元計算程序Ansys之間的接口；通過以單質(zhì)量彈簧體系過梁模型及某大跨度連續(xù)剛構(gòu)的動力荷載試驗，對該程序的有效性進(jìn)行了驗證。 (4)系統(tǒng)地研究了16類常見車輛的車型、懸掛剛度、懸掛阻尼及行車狀態(tài)對橋梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)產(chǎn)生的影響；揭示了大跨度懸索橋主纜、吊索、中央扣、加勁梁及主塔等結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對車-橋耦合振動的影響及規(guī)律，研究的結(jié)論表明橋梁結(jié)構(gòu)在車-橋耦合振動的作用下，其對應(yīng)的沖擊系數(shù)并不單一的隨著結(jié)構(gòu)剛度的增大而增大