風(fēng)載作用下斜拉橋車(chē)橋耦合振動(dòng)及行車(chē)舒適性研究.pdf

1、隨著設(shè)計(jì)理論的發(fā)展、建筑材料及施工技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代大跨度斜拉橋正朝著超大跨、極輕柔的方向發(fā)展，其風(fēng)致振動(dòng)與車(chē)橋耦合振動(dòng)問(wèn)題日益凸顯。這些問(wèn)題會(huì)使橋梁局部某些構(gòu)件產(chǎn)生疲勞破壞，影響橋梁壽命，而且過(guò)大的振幅也會(huì)危及行車(chē)和行人的舒適與安全。因此，對(duì)風(fēng)荷載作用下車(chē)橋耦合振動(dòng)及行車(chē)舒適性進(jìn)行研究是非常有必要的。本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作：
　　1、本文首先根據(jù)斜拉橋結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，采用有限元軟件ANSYS建立某大跨度斜拉橋的分析模型，

2、對(duì)該模型進(jìn)行了自振特性分析，研究了該橋的動(dòng)力特性，并借此檢驗(yàn)所建橋梁計(jì)算模型的正確性。
　　2、根據(jù)本橋梁所處風(fēng)場(chǎng)特點(diǎn)，利用諧波合成法模擬了該橋梁上的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程，基于準(zhǔn)定常氣動(dòng)力理論，給出了作用在整個(gè)橋梁主梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上的氣動(dòng)力表達(dá)式，獲取了該橋梁模型上的升力、阻力以及升力矩的時(shí)程。
　　3、選擇具有代表性的七自由度空間整車(chē)模型作為車(chē)輛模型，并用數(shù)學(xué)方法模擬了橋面不平順，得到了激勵(lì)樣本函數(shù)。將車(chē)輛及橋梁視為一個(gè)整體系統(tǒng)，將路

3、面不平順性作為系統(tǒng)的自激振動(dòng)激勵(lì)源，將風(fēng)荷載作為外部激勵(lì)作用在斜拉橋主梁上，形成了風(fēng)荷載作用下車(chē)橋系統(tǒng)振動(dòng)分析模型，得到風(fēng)荷載作用下車(chē)橋耦合振動(dòng)方程。
　　4、分別在無(wú)風(fēng)荷載和有風(fēng)荷載的情況下，研究不同車(chē)速、車(chē)重、路面等級(jí)、風(fēng)速對(duì)車(chē)橋系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的影響，并得到相應(yīng)的橋梁豎向響應(yīng)和車(chē)輛豎向響應(yīng)。
　　5、對(duì)國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)振動(dòng)舒適性的主要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法做了較為系統(tǒng)的總結(jié)。歸納了最新的ISO標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于本研究?jī)?nèi)容的具體評(píng)價(jià)方法，還列

4、出幾種輔助的采用頻譜分析方法評(píng)價(jià)水平方向行車(chē)舒適性作為對(duì)比分析。并根據(jù)Sperling指標(biāo)和ISO2631標(biāo)準(zhǔn)1/3倍頻帶法，將不同工況下的車(chē)輛豎向加速度響應(yīng)轉(zhuǎn)為Sperling平順指標(biāo)數(shù)和加速度均方根值，進(jìn)而按該標(biāo)準(zhǔn)舒適度界限值進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　6、研究結(jié)果表明，在無(wú)風(fēng)荷載作用下，路面等級(jí)的降低、行駛車(chē)輛的車(chē)速增加、車(chē)重的增加都會(huì)引起車(chē)橋系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的增加，其中車(chē)輛振動(dòng)響應(yīng)受路面等級(jí)的影響較大，此時(shí)還能滿(mǎn)足舒適性要求。當(dāng)風(fēng)荷載作用