大跨度自錨式懸索橋車橋耦合振動(dòng)數(shù)值分析.pdf

1、近年來(lái)，隨著橋梁結(jié)構(gòu)逐漸輕柔化、車輛速度和載重量不斷增大，車橋耦合振動(dòng)問(wèn)題愈加突出。由于公路橋梁結(jié)構(gòu)型式的多樣化和汽車荷載的復(fù)雜性及不確定性，使得公路橋梁因車輛過(guò)橋而引起的耦合振動(dòng)分析更加復(fù)雜。目前國(guó)內(nèi)、外已有車橋耦合振動(dòng)研究成果基本上都集中在鐵路等軌道交通橋梁上，關(guān)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系公路橋梁研究較少。 自錨式懸索橋作為一種特殊的橋梁結(jié)構(gòu)形式，以其結(jié)構(gòu)造型美觀，經(jīng)濟(jì)性好，對(duì)地形和地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到工程界的親睞，近20

2、年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已有數(shù)十座自錨式懸索橋建成。而自錨式懸索橋的車橋耦合振動(dòng)研究在國(guó)內(nèi)外尚屬空白。隨著有限元技術(shù)的廣泛應(yīng)用和大型結(jié)構(gòu)分析軟件的大量涌現(xiàn)，研究一種基于既有有限元分析軟件的數(shù)值分析方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)(如自錨式懸索橋等)車橋耦合振動(dòng)分析，具有重要的理論意義。 本文以某自錨式懸索橋?yàn)檠芯勘尘埃o出了兩種車輛與橋梁耦合振動(dòng)的力學(xué)分析模型，把橋梁和車輛視作兩個(gè)分離體系，分別應(yīng)用廣義虛功原理和有限元法推導(dǎo)了兩者的振動(dòng)方程組，并

3、給出了位移協(xié)調(diào)方程及車橋相互作用關(guān)系；采用Matlab語(yǔ)言環(huán)境編制了基于精細(xì)時(shí)程積分法的車輛振動(dòng)響應(yīng)分析程序，通過(guò)與Wilson-θ法求解程序的對(duì)比表明，精細(xì)時(shí)程積分法排除了算法阻尼的影響，提高了求解振動(dòng)方程的計(jì)算效率和精度；利用車輛與橋梁的位移和相互作用協(xié)調(diào)條件，借助既有通用結(jié)構(gòu)分析軟件ANSYS，研究了車橋耦合振動(dòng)的有限元迭代分析方法；利用本文研究的分析方法分別進(jìn)行了不同車輛模型、不同車速和不同橋面不平整度等條件下的自錨式懸索橋車橋