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移动荷载作用下桥梁的车桥耦合振动分析
| 论文题名： | 移动荷载作用下桥梁的车桥耦合振动分析 |
| 关键词： | 桥梁;车桥耦合;振动分析;斜拉桥 |
| 摘要： | 当车辆以一定速度通过桥梁时，使桥梁产生振动、冲击等动力效应，而桥梁的振动又反过来影响车辆的振动，这种相互作用、相互影响的问题，就是车辆与桥梁之间的耦合振动问题。车辆动力作用引起桥梁上部结构的振动可能使结构构件产生疲劳，降低其强度和稳定性；桥梁振动过大可能会对桥上车辆的运行安全和稳定性产生影响；并且随着近年我国经济的飞速发展，车辆运行速度大大提高，桥梁结构趋于大跨化、轻型化，使车桥耦合振动问题日益突出，因此分析影响车桥耦合振动的因素越来越受到工程界的重视。 本文在总结和吸收前人研究成果的基础上，对车-桥耦合振动问题做了进一步的分析研究。本文的主要研究工作包括以下内容： 1.本文基于有限元理论建立了车辆和桥梁耦合振动的数学模型，推导车辆的动力平衡方程以及车桥相互作用力的表达式及考虑车桥相互作用的质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵； 2.以均匀简支梁、连续梁为研究对象，对其在车辆荷载作用下的动力性能进行分析研究，并考虑车速变化对车桥动力响应的影响情况。速度越高，车体对桥梁的冲击作用越大； 3.本文使用通用有限元软件ANSYS，充分利用其强大的前、后处理功能及多种用户使用工具，进行移动车辆过桥整个过程的动力响应分析； 4.使用MATLAB编制计算程序、得出数值结果，与ANSYS的数值计算结果进行对比，并做出动力响应图形，可以看出使用ANSYS分析所得到的结果与使用MATLAB编程计算精确解相差很小，这也使得用ANSYS分析车桥耦合振动问题成为可能； 5.以马鞍山斜拉桥为分析对象，考虑其非线性效应(大变形、梁-柱效应、拉索的垂度效应)，并进一步对其进行车桥耦合振动分析。通过分析计算可以知道，在车桥耦合作用下，考虑桥的几何非线性因素时，桥梁跨中最大位移响应比线性条件下相应的位移响应要小些；跨中最大位移出现的时间更早，而且位移波动加剧。 |
| 作者： | 陈姣 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 王建国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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