風(fēng)及車輛荷載作用下大跨度懸索橋的動(dòng)力響應(yīng)分析.pdf

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterTheDynamicAnalysisofLongspanSuspensionBridgeSubjectedtoWindandVehicleByXiaoweiZhangSupervisor：ProfGuichunWangBridgeandTunnelEngineeringSchoolofCivilEngineeringApri

2、l2014摘要摘要大跨度懸索橋由于其剛度較小，在風(fēng)、車輛等外荷載作用下會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)力和變形。因此，對(duì)大跨度懸索橋進(jìn)行動(dòng)力分析，無論是對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)還是維護(hù)，都有重要的意義。本文以矮寨大橋?yàn)橐劳校⒘巳S橋梁有限元模型，綜合考慮車輛與風(fēng)荷載的作用，對(duì)大跨度橋梁的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了分析。全文主要包括以下幾方面內(nèi)容：1在時(shí)域內(nèi)模擬了我國常見的4種路面不平順；采用諧波疊加法模擬了橋址處的風(fēng)速場。2分析了車輛荷載單獨(dú)作用下橋梁的動(dòng)力響應(yīng)，得到以下結(jié)

3、論：1)隨著路面不平順等級(jí)的增大，橋梁跨中豎向位移、加速度時(shí)程曲線振動(dòng)趨勢隨之變化，同時(shí)動(dòng)力響應(yīng)峰值會(huì)隨之增大，且位移、加速度增長倍數(shù)相近。2)隨著車速的提高，橋梁跨中豎向位移、加速度時(shí)程曲線振動(dòng)趨勢也隨之變化，同時(shí)動(dòng)力響應(yīng)峰值也呈增長趨勢，其中加速度的增長速度要大于位移的。3)隨著車重的增加，橋梁跨中豎向位移、加速度時(shí)程曲線振動(dòng)趨勢幾乎沒變化，且動(dòng)力響應(yīng)呈線性增長。4)橋梁跨中橫向動(dòng)力響應(yīng)的產(chǎn)生主要來自橋梁兩側(cè)的不平衡力，不平衡性越大

4、，動(dòng)力響應(yīng)越大。3通過一簡支梁、半車模型，分析了車輛上橋前的初始振動(dòng)對(duì)橋梁動(dòng)力響應(yīng)的影響，同時(shí)對(duì)車輛變速行駛的問題進(jìn)行了研究。得到以下結(jié)論：1)與無初始振動(dòng)的情況相比，車輛帶著一定的初始振動(dòng)上橋，剛?cè)霕虻囊欢螘r(shí)間內(nèi)，橋梁的動(dòng)力響應(yīng)會(huì)明顯增大，隨著車輛繼續(xù)行駛，這種影響會(huì)慢慢減弱。2)車輛變速行駛對(duì)橋梁動(dòng)力響應(yīng)的影響不大，在實(shí)際計(jì)算中，我們可以不考慮車輛變速行駛的影響。4分析了風(fēng)荷載單獨(dú)作用及風(fēng)和車輛荷載同時(shí)作用下橋梁的動(dòng)力響應(yīng)。得到如下