中小跨徑梁橋動(dòng)力沖擊系數(shù)研究.pdf

1、中小跨徑梁橋構(gòu)造簡單、受力明確，具有設(shè)計(jì)和施工高度標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，是世界上應(yīng)用最為廣泛的橋型。截至2010年底，我國公路橋梁已經(jīng)超過65萬座，中小跨徑梁橋占據(jù)了其中絕大部分。然而近幾十年來公路運(yùn)輸需求迅速擴(kuò)大，車輛荷載、數(shù)量和車速均不斷提高，橋梁失效事件時(shí)有發(fā)生，使得明確中小跨徑梁橋在移動(dòng)車輛荷載作用下的動(dòng)力荷載效應(yīng)、獲得準(zhǔn)確的橋梁動(dòng)力沖擊系數(shù)（IM）以用于評(píng)估既有橋梁承載力和合理指導(dǎo)新橋設(shè)計(jì)，成為橋梁領(lǐng)域亟待解決的重要問題。
　　

2、世界各國（包括我國）學(xué)者已經(jīng)指出橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中使用的沖擊系數(shù)可能低估了橋梁的實(shí)際動(dòng)力響應(yīng)。且目前關(guān)于橋梁支承方式、橋梁截面類型、橋梁受力構(gòu)件材料、車輛荷載等級(jí)等因素對(duì)IM的影響的研究不夠深入。規(guī)范計(jì)算IM時(shí)，對(duì)這些重要影響因素也并未加以考慮。
　　本文建立了基于車橋耦合振動(dòng)理論的IM研究方法，對(duì)中小跨徑梁橋在車輛荷載作用下的IM進(jìn)行了研究，深入探討了IM受截面形式、支承方式、路面等級(jí)、橋梁跨徑、行車速度等因素影響的規(guī)律，獲得了一些

3、有意義的結(jié)論。這些成果可做為規(guī)范的補(bǔ)充為橋梁研究人員和工程師所參考。主要內(nèi)容如下：
　　(1)推導(dǎo)和建立了車輛、橋梁的有限元模型和車橋耦合振動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程，結(jié)合模態(tài)疊加法，推導(dǎo)了逐步迭代求解的數(shù)值算法，給出了編制電算程序的流程。
　　(2)通過數(shù)值模擬方法計(jì)算了多種不同類型中小跨徑梁橋在復(fù)雜行駛工況下的IM，用計(jì)算結(jié)果對(duì)中美橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行了檢驗(yàn)，指出了我國89規(guī)范、04規(guī)范設(shè)計(jì)值可能低估了車輛行駛時(shí)橋梁的實(shí)際IM。