考慮橋面不平順影響的公路車輛-橋梁耦合振動(dòng)分析研究.pdf

1、橋梁在移動(dòng)車輛荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)研究一直受到廣泛關(guān)注，其鐵路橋梁的研究成果已在設(shè)計(jì)規(guī)范中有所體現(xiàn)，而公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范在此基本上是空白。隨著公路交通建設(shè)的飛速發(fā)展，新建橋梁數(shù)量迅猛增加、新型橋式結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)、橋梁跨度不斷加大，將現(xiàn)行橋梁規(guī)范的靜力指標(biāo)評(píng)判方式提升為車-橋動(dòng)力響應(yīng)指標(biāo)評(píng)判方式成為公路橋梁界亟待解決的問(wèn)題。本文在文獻(xiàn)綜述的基礎(chǔ)上，就公路車輛、橋梁模型及振動(dòng)方程的建立、車輛-橋梁耦合振動(dòng)關(guān)系、橋面不平順影響等方面開(kāi)展了理論和應(yīng)

2、用研究。主要工作和成果有：
　　 1.基于車輛動(dòng)力學(xué)和剛體動(dòng)力學(xué)假設(shè)，分別建立了7自由度空間整車模型、4自由度雙軸平面車輛模型和2自由度單軸平面模型的振動(dòng)微分方程，并整理成矩陣形式，分析了三種車輛模型的適用條件。
　　 2.將車輛-橋梁耦合振動(dòng)系統(tǒng)分為橋梁、車輛兩個(gè)子系統(tǒng)，通過(guò)車輪與橋面接觸點(diǎn)處的幾何相容條件和豎向力平衡條件聯(lián)系兩系統(tǒng)，采用分離迭代法求解耦合系統(tǒng)方程?；贔ORTRAN平臺(tái)，結(jié)合ANSYS軟件的二次開(kāi)發(fā)功

3、能，自行編制了求解車輛-橋梁系統(tǒng)耦合振動(dòng)問(wèn)題的數(shù)值仿真程序APVBCV(Analysis Program for Vehicle andBridge Coupling Vibration)，并就7自由度空間車輛-橋梁振動(dòng)模型、勻速移動(dòng)常力過(guò)橋模型同經(jīng)典文獻(xiàn)進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證分析，校驗(yàn)了模型和程序的可靠性。
　　 3.引入路面不平度來(lái)模擬橋面不平順，假定路面不平度是服從Gauss概率分布，具有零均值、各態(tài)歷經(jīng)的平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。采用諧波疊

4、加法，基于FORTRAN平臺(tái)編制了模擬橋面不平順的仿真模塊SUB-BDR，模擬了按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7031-86劃分的A～D級(jí)路面不平度曲線。
　　 4.以京杭運(yùn)河2號(hào)大橋三跨連續(xù)梁主橋?yàn)檠芯勘尘埃捎米跃幊绦駻PVBCV，對(duì)該橋進(jìn)行了車輛-橋梁耦合振動(dòng)參數(shù)分析。所考慮的影響參數(shù)包括：車道數(shù)目、車輛數(shù)目、橋面不平順等級(jí)、行車速度、車輛載重、車輛間距、及車輛的固有振動(dòng)特性，得到了一些有益的結(jié)論，為進(jìn)一步研究公路車橋耦合振動(dòng)提供參考