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基于Ls-DYNA桥面跳车对旧拱桥受力分析及防治措施研究
| 论文题名： | 基于Ls-DYNA桥面跳车对旧拱桥受力分析及防治措施研究 |
| 关键词： | LS-DYNA桥面跳车;旧拱桥;受力分析;防治措施;动力响应 |
| 摘要： | 随着桥梁不断发展的历史进程中，已建成的拱桥不计其数，现在有许许多多已经运营超过数十年之久，加上交通量日益增多，拱桥超负荷使用下产生大大小小损害，出现混凝土脱落，桥面铺装破损，使桥面变得不平整，行车过程中出现跳车，加重车桥的耦合作用，这不仅影响行车舒适度和安全性，而且促使拱桥振动加强影响结构安全性。因此，对拱桥桥面跳车的研究十分必要，本文通过动力非线性软件LS-DNYA对拱桥桥面跳车进行动态仿真分析，论文主要研究工作包括: 1、简单介绍了本文主要软件Hypermesh、LS-DYNA的使用方法，并建立了单跨50m的上承式拱桥和普通装载货车有限元模型，并对拱桥模型进行模态分析，得出自振频率。 2、对车辆行驶于桥面进行动态模拟，建立平顺、正弦分布、余弦分布和离散分布四种桥面模型，对比四种不平整程度桥面工况下拱桥的动力响应，通过对比主梁和拱圈竖向加速度时程曲线，初步得出了行车过程中越不规则的桥面造成拱桥振动越强烈的观点。 3、将平整桥面工况与设有五处障碍单元跳车桥面工况对比，在全桥行车过程中，对比跳车与平顺发生时挠度、竖向加速度、应力以及界面合力，推断出跳车发生时增强了拱桥的动力响应，属于偏危险的状态。 4、通过不同因素控制下模拟几种跳车，主要考虑拱桥横纵桥向不同位置，桥面障碍设置高度以及车重，车速因素，通过LS-DYNA软件在每个因素下建立3～5个工况进行对比分析，从求解得到的挠度、应力、竖向加速度及能量时程曲线，从其变化形式及峰值大小，推断跳车发生时各个因素对于拱桥动力响应的影响，得出了靠近横桥向两侧跳车相比于中间跳车造成主梁底拉应力集中，容易造成开裂;障碍越高，跳车后主梁和拱圈挠度、应力越大，振动越强烈;车速加快，产生应力和挠度都会增加，同时结构竖向加速度及振动能量更大，拱桥的振动加强;车重越大，跳车后挠度越大，受拉区应力增强，振动能量及竖向加速度越大，拱桥振动越强烈。 5、提取每一组工况中的拉应力峰值，根据其变化趋势，以材料容许拉应力为标准，计算出一个安全的临界值，同时参照行车舒适度，提出相对有效的防治措施。 |
| 作者： | 刘磊 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 杜柏松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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