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大跨度异形钢拱桥车桥耦合振动研究
| 论文题名： | 大跨度异形钢拱桥车桥耦合振动研究 |
| 关键词： | 大跨度异形钢拱桥;车桥耦合振动;梁格法;整车模型;冲击系数 |
| 摘要： | 对于车桥耦合振动的研究主要集中于铁路等轨道桥梁，而对公路桥梁则研究较迟，且由于桥梁结构的多样化、复杂化、轻柔化以及当时理论和分析方法的局限性，一般仅限于对公路简支梁桥的车桥耦合振动研究分析。随着桥梁车桥耦合分析领域有限元的广泛应用，对连续梁桥、斜拉桥、钢管拱桥及悬索桥等复杂桥梁的车桥耦合振动分析越来越多，但对于大跨度异形钢拱桥的研究依然较少。因此开展对该类拱桥车桥耦合振动规律及冲击系数的计算与取值研究具有一定的理论意义和工程应用价值。 本文将车桥整体系统看作两个分离的子系统，分别建立七自由度整车模型的振动微分方程及桥梁振动方程；利用Matlab编制了基于精细积分法求解车辆运动方程的程序，并运用有限元软件Ansys对梁格空间桥梁模型进行瞬态分析求解；而由于车辆轮胎与桥面始终保持接触，从而可以得到车桥之间的耦合关系，相互迭代最终实现空间车辆与桥梁耦合振动数值分析。然后，根据GB/T7031-2005规定的路面不平整度功率谱密度拟合表达式并利用离散傅立叶逆变换得到桥面不平度值；考虑到空间车辆模型前后车轮之间时间滞后性以及左右轮胎之间相关性，相继得到四个轮胎对应的桥面不平整度序列。再以七自由度空间整车模型及大跨度异形钢拱桥为研究对象，开展了包括车辆速度、桥面不平整度、车辆横向位置以及车辆交会位置等因素在内的车桥耦合振动分析方法及主梁、吊杆和拱肋冲击系数的研究。最后，对风-车-桥耦合系统数值分析作了初步探讨，分析了静风作用下风-车-桥系统耦合振动响应规律。研究结果表明：主梁、拱肋及吊杆的动力系数明显不同，且均大于规范计算值；而静风作用对依托工程的车桥耦合振动响应不大。 本文基于有限元软件实现了大跨度异形钢拱桥车桥耦合振动数值分析，其研究成果对该类桥梁或类似桥梁相关领域的继续研究及动力评价具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 方珊婷 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 施颖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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