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风载作用下车桥耦合系统响应及桥梁疲劳寿命预估研究
| 论文题名： | 风载作用下车桥耦合系统响应及桥梁疲劳寿命预估研究 |
| 关键词： | 风载荷;车桥耦合系统;桥梁疲劳寿命预估;横向变形 |
| 摘要： | 随着现代列车向重载化、高速化发展,桥梁结构所承受的载荷不断增大、载荷频率不断提高,由此造成的桥梁损伤日趋严重。另外,风载对大跨度桥梁的结构安全和车辆走行性甚至结构疲劳都有着重要影响。因此,研究风载作用下的车-桥系统的耦合振动及该系统中桥梁的结构疲劳就有着重要的意义。 本文建立了预应力桥梁模型,并在此基础上重点研究了风载作用下车-桥耦合系统的相互作用关系并对风载作用下桥梁疲劳寿命规律进行了分析。本文主要研究成果包括: 1、对传统桥梁不考虑预应力的建模方法加以改进,采用预应力单元建立桥梁模型,并编制了预应力桥梁模型计算程序。同时对预应力结构动力模型进行模态校验。 2、建立多种桥型的风载作用下车-桥耦合计算模型,结合车-桥耦合计算程序,采用NEWMARK数值计算方法计算风载作用下车-桥耦合系统响应,以梁式桥梁为例计算得出了在风载作用下车-桥系统中随着风力的增大和车速的升高车辆运行平稳性降低,以及桥梁行车梁和桥墩刚度、桥梁结构跨度对车辆运行平稳性的影响规律,对其进行分析研究后提出桥梁结构的改进意见和车辆运行方案。 3、运用风载作用下车-桥耦合计算程序获得结构载荷的时间历程,改进了雨流计数法,结合疲劳计算理论编制应力谱进行疲劳计算。并以拱桥为例计算得出了桥梁结构不同部位杆件的疲劳寿命,并对其规律进行总结和分析。 4、建立大跨径悬索桥模型,通过该模型检验所编写的风载条件下考虑预应力的车-桥耦合计算程序,同时对该模型的车-桥耦合系统中的车辆运行稳定性随风载变化规律、桥梁结构疲劳寿命随车辆或风载激励的规律以及大跨度柔性桥因其横向刚度较小而在静风作用下随车辆运行速度变化而表现出的横向变形规律进行了研究,并对大跨径柔性桥梁的行车方案提出建议。 |
| 作者： | 周俊龙 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李林安 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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