風載作用下車橋耦合系統(tǒng)響應及橋梁疲勞壽命預估研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代列車向重載化、高速化發(fā)展,橋梁結構所承受的載荷不斷增大、載荷頻率不斷提高,由此造成的橋梁損傷日趨嚴重。另外,風載對大跨度橋梁的結構安全和車輛走行性甚至結構疲勞都有著重要影響。因此,研究風載作用下的車-橋系統(tǒng)的耦合振動及該系統(tǒng)中橋梁的結構疲勞就有著重要的意義。
　　本文建立了預應力橋梁模型,并在此基礎上重點研究了風載作用下車-橋耦合系統(tǒng)的相互作用關系并對風載作用下橋梁疲勞壽命規(guī)律進行了分析。本文主要研究成果包括:
　　

2、1、對傳統(tǒng)橋梁不考慮預應力的建模方法加以改進,采用預應力單元建立橋梁模型,并編制了預應力橋梁模型計算程序。同時對預應力結構動力模型進行模態(tài)校驗。
　　2、建立多種橋型的風載作用下車-橋耦合計算模型,結合車-橋耦合計算程序,采用NEWMARK數(shù)值計算方法計算風載作用下車-橋耦合系統(tǒng)響應,以梁式橋梁為例計算得出了在風載作用下車-橋系統(tǒng)中隨著風力的增大和車速的升高車輛運行平穩(wěn)性降低,以及橋梁行車梁和橋墩剛度、橋梁結構跨度對車輛運行平穩(wěn)性

3、的影響規(guī)律,對其進行分析研究后提出橋梁結構的改進意見和車輛運行方案。
　　3、運用風載作用下車-橋耦合計算程序獲得結構載荷的時間歷程,改進了雨流計數(shù)法,結合疲勞計算理論編制應力譜進行疲勞計算。并以拱橋為例計算得出了橋梁結構不同部位桿件的疲勞壽命,并對其規(guī)律進行總結和分析。
　　4、建立大跨徑懸索橋模型,通過該模型檢驗所編寫的風載條件下考慮預應力的車-橋耦合計算程序,同時對該模型的車-橋耦合系統(tǒng)中的車輛運行穩(wěn)定性隨風載變化規(guī)律