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大跨悬索桥加劲梁车载动力响应及其非平稳动力可靠度分析
| 论文题名： | 大跨悬索桥加劲梁车载动力响应及其非平稳动力可靠度分析 |
| 关键词： | 车桥耦合;动力响应;多车模型;随机车流;非平稳性;动力可靠度 |
| 摘要： | 随着我国基础设施的不断完善，使得公路桥梁上运行车辆的速度与重量都在不断的增大，导致车桥之间的相互作用效应不可忽视，特别是针对悬索桥这种柔性结构，其车桥耦合相关问题的研究更加值得关注。目前，针对大跨悬索桥在多车辆作用下的动力响应还缺乏充分的研究，特别是针对大跨悬索桥车载响应的非平稳动力可靠度的研究更为匮乏，因此本文对于上述两个方面开展相应的研究。首先，基于ANSYS有限元软件讨论了车重、车速、桥面不平度、车数以及车距对加劲梁动力响应的影响；其次，讨论了不同随机车流密度以及车辆超载对加劲梁动力响应的影响；然后，利用递归图对随机车流作用下加劲梁的动力响应进行了非平稳性分析；最后，基于首超概率和Fleishman近似变换法，对随机车流作用下加劲梁的非平稳动力可靠度进行了分析。基于上述研究，本文的主要结论如下： （1）基于车队模型，加劲梁的动力响应呈现出L/4处竖向位移响应最大的特点。加劲梁各关键位置的位移动力放大系数与车重、桥面不平度及车辆数目呈正相关；与车辆间距呈负相关；与车速总体上呈正相关，但是存在某特定车速下的冲击效应偏大的现象。基于随机车流模型，加劲梁L/8、L/4以及3L/8处的位移响应具有相似的波动趋势，但是L/4处的位移响应偏大，偏大程度随着车流密度的增大而增大。当随机车流中混有超载车辆时，随着超载程度的增加，加劲梁各关键部位的位移响应波动趋势几乎不发生变化，但位移响应的平均值和峰值会随着超载程度的增加而增加。 （2）基于递归图理论对随机车流作用下加劲梁的振动信号进行非平稳性分析，发现不同车流密度下加劲梁振动信号的非平稳程度存在一个大小关系：稀疏车流gt;一般车流gt;密集车流。加劲梁不同位置振动信号的非平稳程度也存在一个大小关系：L/4gt;L/2，且随着车流密度的增大，非平稳程度的差值越大。 （3）对随机车流作用下加劲梁的非平稳位移动力可靠度进行分析，发现稀疏车流和一般车流作用下，加劲梁各关键部位的失效概率几乎可忽略不计；密集车流作用下，加劲梁各关键部位均存在失效概率，且加劲梁L/4处的动力可靠度指标最小，约为6.62。当一般车流中超载车辆的超载程度不大时，即超载程度为50%和100%时，加劲梁各关键部位的失效概率几乎可忽略不计；当超载车辆的超载程度较大时，即超载程度为150%和200%时，加劲梁存在失效概率。 |
| 作者： | 宋攀 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 胡俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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