【摘 要】
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随着现代交通事业飞速发展,桥梁结构经常处于繁忙的运输状态。车辆通过大跨度桥梁时,可以改变结构的动力特性,影响桥梁的疲劳寿命。桥梁振动同样会影响行车舒适度。因此,对车桥耦
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随着现代交通事业飞速发展,桥梁结构经常处于繁忙的运输状态。车辆通过大跨度桥梁时,可以改变结构的动力特性,影响桥梁的疲劳寿命。桥梁振动同样会影响行车舒适度。因此,对车桥耦合系统进行全面研究,进而作出行车舒适度评价,是桥梁结构设计的实际工程需要,对结构工程学科的发展具有十分重要的理论和实践意义。
本文研究了车桥耦合系统动力相互作用及其行车舒适度评价,并编写相应的计算程序,为桥梁建设提供参考。通过对某大跨度斜拉桥作实例分析,验证了计算程序的正确性和有效性。
首先,采用有限元法建立斜拉桥模型。考虑斜拉桥几何非线性影响,对结构进行非线性静力分析,确立桥梁的初始成桥状态,并研究了结构的动力特性。
然后,将移动车辆简化为4 轴15 自由度振动模型。根据边界条件,建立车桥耦合系统,采用数值积分法求解运动方程。考虑路面不平顺外部激励,对车桥耦合振动的全过程进行动力时程分析,研究了车辆的行驶速度、载重对桥梁冲击效应的影响。
其次,采用特征正交分解型谱表示法对路面不平顺随机过程进行模拟,该方法可采用FFT 加快计算速度。对路面不平顺的某一样本作出功率谱密度估计,其估计值与目标值较为吻合。
最后,详细地介绍了ISO2631-1:1997(E)标准,说明计算舒适度指标的数据处理过程,并采用ISO标准对该桥梁作出行车舒适度评价。
分析结果表明:车桥耦合作用对大跨度斜拉桥有一定影响。其中,轻型汽车冲击效应大于重型汽车。该桥梁满足行车舒适度评价要求,所有乘员均无不舒服感觉。
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