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移动车辆作用下斜拉桥行车舒适性研究
| 论文题名： | 移动车辆作用下斜拉桥行车舒适性研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;行车舒适性;车辆-桥梁耦合振动;不平整度;移动车辆;MATLAB语言;动力平衡方程 |
| 摘要： | 现代桥梁结构跨越能力不断变强、刚度不断变柔,同时车辆荷载的作用对桥梁的挑战越来越大,导致桥梁结构行车舒适性越来越引起人们的重视。斜拉桥跨结构具有很大柔性,车辆在桥上行驶时振动明显,导致乘客产生不安全感,由此提出斜拉桥行车舒适性问题。本文基于对车辆-桥梁耦合振动系统的计算,借助ISO国际标准和Sperling指标两种评价方法对斜拉桥行车舒适性展开讨论。做了以下几方面工作: 利用结构动力学理论推导了车辆和桥梁的动力平衡方程,基于模态综合法对两个方程进行耦合得到车辆-桥梁耦合动力平衡方程,介绍了求解时变微分方程组的计算方法以及桥面不平整度的模拟方法。 基于理论推导,采用MATLAB语言编制了行车舒适性专用计算程序VBCVA,程序思路为利用Wilson-θ法对车辆-桥梁耦合振动过程进行计算,得到车辆动力响应时程并转换为频率谱,进而通过评价方法计算行车舒适性。程序经算例检验无误。 归纳了目前国际上流行的行车舒适性评价方法并从中筛选出了两种较适合本文的进行详细介绍,推导了离散随机振动数据频谱分析的数值方法。 选择哈尔滨松浦大桥为计算桥例,应用有限元分析软件ANSYS对其进行了动力特性计算,并将前10阶频率与实测值对比,误差在10％以内。介绍了三种车辆模型(载重货车、长途客车和小型轿车)的动力参数以及每种车辆的行车舒适性加权计算方法。利用VBCVA程序分析ISO国际标准和Sperling评价指标两种评价方法下不同车辆类型、车速、桥面不平整度、行车间距以及横向车道数与行车舒适性之间的关系。发现不同评价方法下各种影响因素的重要性不同,但是无论选用何种评价方法,桥面不平整度均是影响行车舒适性的最主要因素。 |
| 作者： | 郭斌强 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王宗林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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