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刹车行为对大跨度悬索桥的振动分析
| 论文题名： | 刹车行为对大跨度悬索桥的振动分析 |
| 关键词： | 悬索桥;振动分析;刹车行为 |
| 摘要： | 国民经济的飞速发展促使了客运与货运量日趋增长，高速路网的全面覆盖使得行车速度、车流密度和载重量都有大幅度的提高，国家积极推广使用新型高强材料使得桥梁结构的设计与施工正朝着更大、更细、更柔的方向发展。车辆因交通事故，恶劣天气等原因而突然刹车的现象时有发生，上述四个方面的原因造成了制动力对悬索桥的振动效应变得更加明显。因此，揭示车桥振动机理，展开制动力对悬索桥的振动分析，对悬索桥的设计、建设、维护工作都具有极为重要的理论意义。 回顾前人做出的努力，可见车-桥耦合动力学问题已取得了丰硕的研究成果。基于时域的车桥耦合振动分析方法是比较常用的方法，按照求解过程大致可以分为三大类: ①分离迭代法，力学概念明确，分开求解车辆桥方程，避免了车辆和桥梁两个振动方程之间复杂耦合关系的处理，但是可能存在迭代不收敛的情况。 ②约束方程分析法，以通用有限元软件为工具，直接建立车辆和桥梁模型，分析计算时只需改变车桥耦合点，但Rayleigh阻尼中多考虑了车辆的质量和刚度矩阵的参与，计算结果存在偏差。 ③联合方程分析法，消除了约束方程分析法中阻尼考虑不准确的影响，将车桥平衡方程进行解耦，直接整体求解，但计算之前需要处理车辆和桥梁之间复杂的耦合关系，对于空间车桥耦合振动问题的分析，难度较大。 在前人的研究成果基础上，结合青草背长江大桥进行了如下工作: ①车辆采用7自由度平面分析模型，利用D.Alembert原理推导车辆动力平衡方程，桥梁则直接利用Ansys建立有限元分析模型，车桥耦合效应通过车轮与桥面接触点的几何条件和静力平衡条件来联系。 ②利用Runge-Kutta法在Ansys中编写车辆动力平衡方程求解程序，拟定合理的时间积分步长，采用Ansys的瞬态动力学求解器求解桥梁方程。根据现有文献算例，验证计算程序的正确性。 ③结合04规范与89规范荷载的特点，采用静力等效计算原则，确定车流分布情况，利用谐波合成法对路面不平整进行模拟。 ④对实例工程青草背长江大桥进行车桥耦合分析计算，分析行车速度，桥面不平顺，刹车制动三种因素影响下的动力响应。 |
| 作者： | 陈斌 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王小松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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