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基于随机车辆荷载谱的桥梁动力特性和疲劳性能研究
| 论文题名： | 基于随机车辆荷载谱的桥梁动力特性和疲劳性能研究 |
| 关键词： | 公路桥梁;随机车流;车辆冲击;桥梁荷载 |
| 摘要： | 公路桥梁在设计的时候都是按照确定的荷载和结构形式来进行计算的，是静态的。但是公路桥梁建成以后，运行在其上的汽车荷载是随着时间不断变化而随机变化的，同时在运营期间桥梁结构自身的物理参数也是非确定和不均匀的，是随时间变化，是动态的。同时，随着交通运输的快速发展，我国既有公路钢筋混凝土桥梁承担着日益繁重的交通荷载，在这种荷载反复作用下很容易引起桥梁的动力破坏，也越来越受到桥梁工程师的关注。除此之外，桥梁结构自身抗力随时间的变化，也是不断衰减的，使得在役公路钢筋混凝土桥梁的承载力不足，性能衰减、破损和疲劳破坏成为全世界都面临的问题，因此对既有桥梁进行随机车辆荷载作用下的动力特性研究和疲劳性能的时变分析是非常有必要的。本文对随机车辆荷载谱的桥梁动力特性和疲劳性能进行了研究。主要内容如下： ⑴介绍了目前国内外关于桥梁振动理论和钢筋混凝土结构疲劳性能问题的历史发展和研究现状。 ⑵对于桥梁结构的疲劳性能分析时，所采用的荷载不应是按最不利情况下采用强度设计时的标准活荷载，而应考虑经常作用的各种实际的车辆荷载，从而计算它们所引起的各种累计损伤，所以本文通过VBA程序语言，自编随机车流生成程序，按照蒙特卡罗法原理生成了随机车流，来模拟现实中作用在桥梁上的车辆荷载。 ⑶通过有限元软件MIDAS/CIVIL分析了桥梁的固有频率和桥梁在不同的车辆荷载，不同的车速的作用下的动力响应问题和对冲击系数的影响情况，同时分析了桥梁在不同的随机车流荷载工况的作用下，桥梁的随机动力响应问题。 ⑷针对以往对桥梁疲劳性能分析时只考虑荷载的随机性而忽略了桥梁结构自身抗力的随机性的问题，分析了桥梁疲劳破坏原理和抗力时变理论，并根据桥梁结构抗力时变理论建立了不同时期的桥梁抗力随机模型。 ⑸结合大型通用有限元软件ANSYS和响应面法原理，同时考虑车辆荷载和桥梁结构自身物理参数的随机性，对一般运营状态下的钢筋混凝土梁桥进行了疲劳性能的时变分析。 |
| 作者： | 赵光辉 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 王向阳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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