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原文传递大位移桥梁伸缩装置动力学分析

论文题名：	大位移桥梁伸缩装置动力学分析
关键词：	大位移桥梁;伸缩装置;振动特性;动态响应;抗震性
摘要：	随着我国跨江跨海大桥的兴起，大位移量的桥梁伸缩装置需求量越来越大，这就要求对其进行深入研究。本文采用有限元软件分析和动力学理论方程求解两种方法对伸缩缝的动态特性进行了研究，得出分析结果并绘制变化规律。　　研究首先确定伸缩缝的主要参数，如:车速、缝宽、弹性支承刚度、剪切弹簧刚度和阻尼等。其次，根据达朗贝尔原理建立伸缩缝水平动力学理论方程，并应用MATLAB软件Simulink动态仿真工具箱对其进行数值分析求解;然后，对建立伸缩缝有限元模型，对伸缩缝垂向与水平耦合动力学进行了分析;再次，分析了伸缩缝固有频率灵敏度;最后研究伸缩缝在地震载荷作用下的抗震性，得出结果并绘制出变化规律。　　研究结论包括: 　　1)随车速的增加，伸缩缝最大反跳位移总体上呈增大趋势。当车速小于90km/h，最大反跳位移增加较为平缓，且小于0.5mm;当车速大于90km/h，最大反跳位移迅速增大，可达1.5mm。为减小车辆通过伸缩缝时对伸缩缝的冲击作用，建议车辆通过伸缩缝时的车速不超过60km/h～70km/h; 　　2)随着弹性支承刚度的增大，中梁最大反跳位移和衰减时间总体呈减小趋势;当弹性支承刚度为60000N/mm时，最大反跳位移达到最大值，车载频率和伸缩缝固有频率接近。建议实际工程中弹性支承刚度大于60000N/mm，以避开此频率范围; 　　3)伸缩缝横梁间距和横梁下支承刚度对其固有频率影响显著，因此为了改善伸缩缝性能，避开共振频率范围，可适当改变这两个参数值，提高伸缩缝产品质量; 　　4)改变伸缩缝的剪切弹簧刚度及弹性支承刚度等参数对整个伸缩缝在地震作用下的振动影响很小，主要是因为伸缩缝垂向、横向、顺桥向刚度相对于桥梁很小，桥梁运动决定了伸缩缝的运动，伸缩缝的响应主要受桥梁振动的控制。
作者：	吴昊
专业：	机械设计及理论
导师：	王少华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文