大跨度自錨式懸索橋車橋耦合振動數(shù)值分析.pdf

1、近年來，隨著橋梁結(jié)構(gòu)逐漸輕柔化、車輛速度和載重量不斷增大，車橋耦合振動問題愈加突出。由于公路橋梁結(jié)構(gòu)型式的多樣化和汽車荷載的復雜性及不確定性，使得公路橋梁因車輛過橋而引起的耦合振動分析更加復雜。目前國內(nèi)、外已有車橋耦合振動研究成果基本上都集中在鐵路等軌道交通橋梁上，關(guān)于復雜結(jié)構(gòu)體系公路橋梁研究較少。 自錨式懸索橋作為一種特殊的橋梁結(jié)構(gòu)形式，以其結(jié)構(gòu)造型美觀，經(jīng)濟性好，對地形和地質(zhì)條件適應性強等優(yōu)點，越來越受到工程界的親睞，近20

2、年來，國內(nèi)外已有數(shù)十座自錨式懸索橋建成。而自錨式懸索橋的車橋耦合振動研究在國內(nèi)外尚屬空白。隨著有限元技術(shù)的廣泛應用和大型結(jié)構(gòu)分析軟件的大量涌現(xiàn)，研究一種基于既有有限元分析軟件的數(shù)值分析方法，以實現(xiàn)對復雜橋梁結(jié)構(gòu)(如自錨式懸索橋等)車橋耦合振動分析，具有重要的理論意義。 本文以某自錨式懸索橋為研究背景，給出了兩種車輛與橋梁耦合振動的力學分析模型，把橋梁和車輛視作兩個分離體系，分別應用廣義虛功原理和有限元法推導了兩者的振動方程組，并

3、給出了位移協(xié)調(diào)方程及車橋相互作用關(guān)系；采用Matlab語言環(huán)境編制了基于精細時程積分法的車輛振動響應分析程序，通過與Wilson-θ法求解程序的對比表明，精細時程積分法排除了算法阻尼的影響，提高了求解振動方程的計算效率和精度；利用車輛與橋梁的位移和相互作用協(xié)調(diào)條件，借助既有通用結(jié)構(gòu)分析軟件ANSYS，研究了車橋耦合振動的有限元迭代分析方法；利用本文研究的分析方法分別進行了不同車輛模型、不同車速和不同橋面不平整度等條件下的自錨式懸索橋車橋