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公路货运通道梁式桥冲击系数研究
| 论文题名： | 公路货运通道梁式桥冲击系数研究 |
| 关键词： | 公路货运通道;简支梁桥;连续梁桥;跨中位移;冲击系数 |
| 摘要： | 桥梁是公路货运通道的重要组成部分，RC/PC简支梁桥和连续梁桥结构简单、施工方便，在桥梁中占有很大比例。由于车辆自身的振动以及路面不平顺等因素的存在，车辆过桥时会形成对桥梁的冲击。我国《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)中冲击系数取值仅为桥梁基频的函数，而冲击系数与桥梁的动力特性、车辆振动特性及行驶状态、路面不平顺等都有很大的关系，冲击系数的合理取值及其适用范围是值得商榷的问题。 公路货运通道车流量高、载重量大，本文针对公路货运通道的行车特点，对简支梁桥和连续梁桥的跨中位移冲击系数进行了计算分析。 1.在查阅国内外文献的基础上，对冲击系数的发展和研究现状进行了回顾和总结，对比了我国现行规范中冲击系数取值与其他国家规范值，各国冲击系数取值相差比较大，部分文献中的结果与我国现行规范冲击系数取值规律相反。 2.介绍了车桥相互作用模型的发展，建立三轴车辆的二维模型，用模态的方法建立桥梁模型，三角级数法生成路面的不平顺，推导了车桥相互作用方程，用Newmark-β法对方程进行求解。利用fortran语言编制了求解车桥相互作用方程的程序。通过与文献中计算结果的对比，验证本文程序的正确性。 3.以内蒙古某货运通道沿线桥梁为原型建立简支梁和连续梁桥的模型，模拟车辆匀速正常行驶、行车拥堵、在桥上制动和加速过桥4种行车状态，考虑梁型、车重、行车速度、行车时距、车辆数、路面不平顺等影响冲击系数的因素，利用正交试验的原理生成各种行车状态下的计算工况，用自编程序进行计算。分析各种行车状态下简支梁与连续梁跨中位移冲击系数随因素的变化趋势，以及冲击系数对各因素的敏感性。计算表明，不同行车状态下，冲击系数对各因素的敏感性不同，随各因素的变化趋势也不完全相同。对冲击系数影响最大的因素为路面不平顺，冲击系数随着路面不平顺等级的提高有较大幅度的增加。车辆匀速正常行驶时桥梁的冲击系数比拥堵和制动时略大，比加速过桥时小。 4.考虑影响因素的不利水平，排列组合生成简支梁和连续梁冲击系数计算工况，根据计算结果拟合出了包含路面不平顺和桥梁基频两个参数的冲击系数计算公式。将拟合公式值与现行规范值进行对比分析，表明在路面不平顺等级较好时规范值偏大，计算值随着桥梁基频的增大有减小的趋势。 5.实测一座桥梁单车过桥时的冲击系数，对比实测值与本文拟合公式取值的大小。由于本文拟合公式是在多辆车及其他不利因素水平下拟合的，拟合公式取值偏于保守。 |
| 作者： | 王守庆 |
| 专业： | 桥梁工程 |
| 导师： | 倪永军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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