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车桥特性对简支梁桥冲击系数的影响研究
| 论文题名： | 车桥特性对简支梁桥冲击系数的影响研究 |
| 关键词： | 简支梁桥;车桥耦合振动;冲击系数;回归分析;计算公式 |
| 摘要： | 行驶车辆对桥梁的冲击问题一直受到桥梁研究者们的高度重视，我国《公路桥涵设计通用规范》（04规范）中的冲击系数计算公式只考虑了桥梁基频这一个因素，尽管目前有许多人对简支梁桥受到的汽车冲击作用进行研究，并提出车辆特性和桥梁特性对冲击系数都有一定的影响，但是目前很少有人得出考虑多因素的简支梁桥冲击系数公式。为了给桥梁设计时冲击系数的合理取值提供参考，本文研究了影响简支梁桥冲击系数的主要因素，并提出了考虑多因素的简支梁桥冲击系数参考公式。主要工作与结果如下： 1.运用ANSYS建立简支梁桥模型，并用其模态分析功能求得简支梁桥的前三阶频率，并将结果与理论解进行对比验证了本文桥梁模型的正确性。 2.建立二分之一车辆模型，推导车辆振动方程，利用MATLAB求解车辆振动方程，得出车辆运行时的竖向振动位移、速度和加速度响应。 3.以某简支梁桥为依托，用MATLAB自编程序模拟出了不同等级的桥面不平顺曲线，将得到的不平顺序列作为车轮的位移输入模拟出桥面的不平顺，以车桥接触点的位移联系方程和车桥相互作用力建立车桥耦合模型。并对模型进行了验证，证明了本文车桥耦合模型的可靠性。 4.考虑桥面不平顺、车辆行驶速度、桥梁基频、车辆弹簧刚度、车辆弹簧阻尼、车辆自重6个因素对简支梁桥冲击数的影响，利用ANSYS对车桥耦合模型进行动力分析，得出不同情况下的简支梁桥跨中节点的位移时程曲线和加速度曲线，计算出冲击系数。并对计算结果分析表明，桥面等级、行车速度、车体质量和桥梁基频是影响冲击系数的主要因素，其影响不可忽略。 5.以桥面等级为分项标准，车辆行驶速度和桥梁基频为自变量，通过多元线性回归分析，分别拟合了A、B、C三种桥面等级下针对简支梁桥的冲击系数近似计算公式，并将公式与我国《公路桥涵设计通用规范》进行了对比分析，得出结论：①规范仅考虑基频的冲击系数计算值只在某种桥面等级下一定速度和基频范围内适用，A级、B级桥面等级下车辆高速行驶时冲击系数普遍偏小，低速时偏大，桥梁基频低频时冲击系数偏大，高频时偏小；C级桥面等级下冲击系数普遍偏小，且低频低速下偏大，高频高速下偏小；②桥梁设计时应根据设计的桥面等级和设计车速及桥梁基频（长度）综合考虑来确定冲击系数的大小。 |
| 作者： | 黎略 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 谭红霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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