風及車輛荷載作用下大跨度懸索橋的動力響應分析.pdf

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterTheDynamicAnalysisofLongspanSuspensionBridgeSubjectedtoWindandVehicleByXiaoweiZhangSupervisor：ProfGuichunWangBridgeandTunnelEngineeringSchoolofCivilEngineeringApri

2、l2014摘要摘要大跨度懸索橋由于其剛度較小，在風、車輛等外荷載作用下會產生較大的內力和變形。因此，對大跨度懸索橋進行動力分析，無論是對橋梁的設計還是維護，都有重要的意義。本文以矮寨大橋為依托，建立了三維橋梁有限元模型，綜合考慮車輛與風荷載的作用，對大跨度橋梁的動力響應進行了分析。全文主要包括以下幾方面內容：1在時域內模擬了我國常見的4種路面不平順；采用諧波疊加法模擬了橋址處的風速場。2分析了車輛荷載單獨作用下橋梁的動力響應，得到以下結

3、論：1)隨著路面不平順等級的增大，橋梁跨中豎向位移、加速度時程曲線振動趨勢隨之變化，同時動力響應峰值會隨之增大，且位移、加速度增長倍數(shù)相近。2)隨著車速的提高，橋梁跨中豎向位移、加速度時程曲線振動趨勢也隨之變化，同時動力響應峰值也呈增長趨勢，其中加速度的增長速度要大于位移的。3)隨著車重的增加，橋梁跨中豎向位移、加速度時程曲線振動趨勢幾乎沒變化，且動力響應呈線性增長。4)橋梁跨中橫向動力響應的產生主要來自橋梁兩側的不平衡力，不平衡性越大

4、，動力響應越大。3通過一簡支梁、半車模型，分析了車輛上橋前的初始振動對橋梁動力響應的影響，同時對車輛變速行駛的問題進行了研究。得到以下結論：1)與無初始振動的情況相比，車輛帶著一定的初始振動上橋，剛入橋的一段時間內，橋梁的動力響應會明顯增大，隨著車輛繼續(xù)行駛，這種影響會慢慢減弱。2)車輛變速行駛對橋梁動力響應的影響不大，在實際計算中，我們可以不考慮車輛變速行駛的影響。4分析了風荷載單獨作用及風和車輛荷載同時作用下橋梁的動力響應。得到如下