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原文传递城市高架桥的环境振动研究

论文题名：	城市高架桥的环境振动研究
关键词：	高架桥;环境振动;路面不平度;振动波;车桥耦合振动
摘要：	随着我国经济建设的不断发展，城市人口急剧增加。为了满足人们对多元化交通的需要，城市快速路不断修建，伴之而来的是大量的城市高架桥的出现。城市高架交通有效地缓解了人们的出行压力，但随之而来的是其带来的环境振动问题。环境振动不仅影响了了人们的日常工作生活，而且对建筑物的安全也造成了影响。本文将从高架交通的振源问题入手，系统地研究了车辆。桥梁子结构的耦合振动，并引入路面不平度作为车桥内部振源激励，得出桥墩顶部动反力时程，再反作用于桥墩．基础。土层子结构，研究交通振动的传播与衰减。主要研究成果如下：车桥耦合振动在各种汽车荷载模型计算所得出的结果非常接近，桥梁跨中位移波动幅度随着车辆速度的提高而加大;采用周期图法模拟路面不平度能很好地符合实际的路面不平度情况，桥梁上的路面不平度比普通线路不平度低得多；在考虑路面不平度影响后，桥梁动力响应的频率不会发生变化，但振动幅度明显增大；交通振动引起的土层竖向位移随着距振源距离的增加而呈非线性(距离越远衰减越慢)的衰减趋势，同维同边界条件下各种有限元模型的计算结果相差并不大，采用固定边界时由于振动反射的叠加使位移值较之弹性边界大许多；各个方向的竖向位移几乎完全一样。在研究车辆-桥梁耦合振动时，以梁的强迫振动为切入点，按照车桥系统竖向振动的发展过程，由浅入深地分析了：匀速移动常量力的作用；匀速移动简谐力的作用；匀速滚动质量的作用；匀速移动弹簧．质量的作用(1/4车辆模型)；匀速移动双轴汽车荷载的作用(1/2车辆模型)。然后对比了桥梁在不同车速时的振动响应差别。在研究路面不平度的影响时，以路面不平度的介绍与表示为切入点，介绍了路面不平度的测试方法以及基于激光断面仪的路面不平度实测分析。然后介绍了路面不平度的几种计算机仿真模拟方法，并以周期图法模拟路面不平度用于本文研究。在车辆一桥梁耦合振动研究结果的基础上，考虑了引入路面不平度作为车桥内部激励对于桥梁振动响应的影响。在结合车桥耦合振动与引入路面不平度激励得出墩顶动反力时程的基础上，最后研究了高架桥交通振动的传播与衰减。考虑了土结相互作用，并在ANSYS中建立了桥墩-基础-土层的二维与三维模型，将墩项动反力时程输入，通过有限元计算分析了解了振动强度随着传播距离在水平与深度方向的衰减变化情况。
作者：	黄亮
专业：	防灾减灾工程及防护工程
导师：	闫维明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京工业大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文