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基于方程耦合法的车桥耦合振动分析
| 论文题名： | 基于方程耦合法的车桥耦合振动分析 |
| 关键词： | 下承式钢管混凝土系杆拱桥;车-桥耦合振动;方程耦合法;冲击系数 |
| 摘要： | 中国正处于桥梁建设的高峰时期，桥梁建设极大地促进了我国经济的发展，给人民生活带来了很大便利。我国桥梁大多为简支梁，对简支梁进行研究显的极为重要。而城市建设的过程中，由于下承式钢管混凝土系杆拱桥其跨越能力强和结构美观的优点，在近几年中取得了快速的发展，在实际工程被采用的越来越多。研究下承式钢管混凝土系杆拱桥在车辆行驶作用下的冲击效应具有重要意义。 本文首先介绍了车-桥耦合常用的几种分析方法，并在路面平顺和不平顺状况下将常用的几种分析方法与方程耦合法的结果进行了对比，分析了各种方法的优缺点，验证了方程耦合法在各种情况下的适用性与可靠性。 然后，用方程耦合法分析了不种车辆模型通过简支梁桥和简化系杆拱桥的车-桥耦合动力响应。结果表明：（a）从力模型→四分之一车模型→二分之一车模型→整车模型，桥梁的位移响应波动情况越来越明显；（b）不平顺对桥梁的跨中位移有着相对大的影响，路面越不平顺桥梁跨中位移波动越剧烈。 之后，研究了路面等级、行车速度、车重、悬架刚度、轮胎刚度等参数的改变对公路简支梁行车舒适性和抓地能力的影响。结果表明：（a）汽车最小接触力总体上随车速增大而减小，但减小并不大；（b）车速提高，车体竖向振动加速度均方值变化为先增大后减小再增大再减小再增大；（c）随车重增长，车体竖向振动加速度均方值先减小后变大；（d）汽车最小接触力大体上和加速度均方值反向变化。即最小接触力越小，则加速度均方值越大，行车舒适性越低。 最后，对下承式钢管混凝土系杆拱桥实例进行了车-桥耦合振动分析，对比分析了路面不平顺、行驶车速、车辆数量、行车间距等参数的改变对桥梁和吊杆冲击系数的影响。结果表明：（a）路面等级越低，吊杆冲击系数越大，端部吊杆冲击系数最大；（b）桥梁冲击系数随车速的增加先增加后变小再增加。车速对短吊杆的影响比长吊杆要剧烈的多；（c）建议取3辆车来计算吊杆的冲击系数，可取1辆车辆计算桥梁冲击系数；（d）考虑吊杆冲击系数和桥梁冲击系数的影响，建议汽车车距越大越好。 |
| 作者： | 宋腾腾 |
| 专业： | 市政工程 |
| 导师： | 陈旭勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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