详情

原文传递宽幅钢箱梁桥车致振动响应研究

论文题名：	宽幅钢箱梁桥车致振动响应研究
关键词：	宽幅钢箱梁桥;有限元模型;车桥耦合振动效应;局部冲击;动力响应
摘要：	为了进一步解决城市交通日益拥堵的状况，城市钢箱梁高架桥桥梁宽度不断增大。此类桥梁结构具有宽跨比大、中心支撑、自重相对较轻等特征，对于此类结构：一方面，由于宽跨比大且中心支撑，桥梁将表现出显著的空间效应，扭转模态对结构的竖向振动响应贡献将显著增大，特别是当一侧堵车或者有多辆严重超载货车通行，另一侧正常通行时，将会对桥梁造成较大的偏载作用，可能危及桥梁结构安全。另一方面，由于桥梁自重相对较轻，车桥质量比相对较大，结构阻尼比较低，此时若有载重较大的车辆通行时，车桥耦合振动效应将十分显著且振动衰减较慢，由此带来的振动效应将十分显著，因此研究此类桥梁的振动问题具有重要的意义。　　本文以某在建高架线为工程背景，主要进行了如下工作：　　（1）建立了宽幅钢箱梁高架桥精细三维有限元模型，并基于模态测试结果采用二阶响应面法对桥梁有限元模型进行了修正，详细分析了桥梁铺装层、邻跨等效质量、防撞护栏、纵向伸缩缝对桥梁模态的影响。　　（2）建立了城市宽幅高架桥梁车桥耦合振动分析模型，结合ANSYS与FORTRAN采用分离迭代法编写了车桥耦合振动计算程序。　　（3）基于自编程序分析了在设计荷载作用下宽幅钢箱梁桥的局部冲击作用的取值规律；分析了偏载距离、车速、路面等级、阻尼比对桥梁动力响应的影响，并分析了扭转模态对竖向动力响应的贡献。　　通过上述工作主要得出了以下几点结论：　　（1）本文建立的三维桥梁有限元模型具有较高的精度；铺装层会显著降低桥梁的各阶自振频率；邻跨等效质量对桥梁的横向与扭转模态有显著影响；防撞护栏对桥梁的横向与扭转模态有一定影响；纵向伸缩缝仅对桥梁纵向模态有显著影响。　　（2）车辆对宽幅钢箱梁桥的冲击作用在横桥向存在显著的不均匀性，计算时应取与设计荷载相当的荷载，采用偏载侧最外侧车道作为控制点；路面等级、阻尼比、偏载距离对桥梁动力响应有显著影响，随着偏载距离的逐渐增大，扭转模态对竖向动力响应的贡献逐渐增大，甚至超过一阶竖弯模态的贡献。
作者：	曹晓宇
专业：	结构工程
导师：	谢伟平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文