大跨度橋梁風(fēng)振和車(chē)輛振動(dòng)響應(yīng)及其疲勞性能研究.pdf

1、大跨度橋梁主要承受三種荷載作用，即恒載、車(chē)輛荷載和風(fēng)荷載，其中，車(chē)輛荷載和風(fēng)荷載作用下的鋼主梁車(chē)輛振動(dòng)和風(fēng)振響應(yīng)及其疲勞性能，一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。 本文以風(fēng)-橋相互作用、車(chē)-橋相互作用和車(chē)-橋-風(fēng)相互作用為主線，以鋼主梁的振動(dòng)響應(yīng)、疲勞性能和疲勞可靠度為主要研究對(duì)象，并以上海長(zhǎng)江大橋斜拉橋和舟山兩堠門(mén)懸索橋?yàn)楣こ瘫尘斑M(jìn)行了下列研究。 1.完成了三維脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)模擬、風(fēng)荷載處理和氣動(dòng)參數(shù)試驗(yàn)，并改進(jìn)自激力分析模型，實(shí)現(xiàn)

2、了大跨度橋梁抖振時(shí)域分析，分析表明由于上海長(zhǎng)江大橋?yàn)楠?dú)柱塔，橋塔在側(cè)風(fēng)作用下會(huì)產(chǎn)生側(cè)向彎曲變形，并通過(guò)斜拉索引起主梁扭轉(zhuǎn)位移。 2.將諧波合成法引入路面不平整模擬中，提出了基于車(chē)輪與橋面耦合關(guān)系變換的車(chē)橋系統(tǒng)振動(dòng)耦合求解方法，使車(chē)橋相互作用的求解更加簡(jiǎn)便和實(shí)用，開(kāi)發(fā)了車(chē)橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)系統(tǒng)分析程序，進(jìn)行了兩堠門(mén)大橋在移動(dòng)力和模型車(chē)作用下的全橋彈性模型試驗(yàn)，證明了方法和程序的正確性和可靠性。 3.將車(chē)、橋、風(fēng)三者作為一個(gè)相互

3、作用的系統(tǒng)，建立了較為精確的車(chē)-橋-風(fēng)相互作用分析模型，改進(jìn)了主梁和車(chē)輛上風(fēng)荷載處理方法，開(kāi)發(fā)了車(chē)-橋-風(fēng)相互作用分析軟件。分析表明鋼主梁在風(fēng)荷載和車(chē)輛荷載共同作用下的位移響應(yīng)可以足夠精確地采用車(chē)-橋響應(yīng)和風(fēng)-橋響應(yīng)的疊加來(lái)計(jì)算。 4.在風(fēng)荷載方面采用氣象站實(shí)測(cè)風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合分布和現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)觀測(cè)的日風(fēng)速分布，在橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算模型上采用等效殼單元?jiǎng)恿ψ咏Y(jié)構(gòu)模型和精細(xì)化子結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了正交異性橋面板在車(chē)載、車(chē)風(fēng)作用下疲勞分析。抖振疲勞分析