公路曲線連續(xù)梁橋車橋耦合振動研究.pdf

1、近年來隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，曲線連續(xù)梁橋被大量使用于高速公路跨線互通、大跨橋梁引橋和城市立交中，其中絕大部分曲線梁橋為預(yù)應(yīng)力混凝土曲線梁橋。曲線梁橋靜力計算理論經(jīng)過近幾十年的發(fā)展已基本完善，但曲線連續(xù)梁橋動力效應(yīng)的研究相對較弱。我國曲線梁橋汽車載沖擊系數(shù)的確定尚缺乏相關(guān)的規(guī)范條文，工程設(shè)計實踐中只能參考直線梁橋的沖擊系數(shù)確定方法。因此，開展曲線梁橋車橋耦合振動研究對于曲線梁橋的設(shè)計具有重要的意義。本文采用數(shù)值模擬方法對曲線梁橋

2、車橋耦合振動理論進(jìn)行研究，進(jìn)而采用MATLAB編寫了曲線梁橋車橋耦合振動程序，并針對一公路曲線梁橋進(jìn)行了車橋耦合振動計算，最后對一座實際曲線梁橋進(jìn)行了車橋耦合振動現(xiàn)場實測研究，并與本文開發(fā)的曲線梁橋車橋耦合振動程序計算結(jié)果進(jìn)行比較，驗證了本文開發(fā)程序的可靠性。論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)在簡要綜述國內(nèi)外車—橋耦合振動研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，重點對曲線梁橋車橋耦合振動研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，并給出了本文主要研究內(nèi)容和研究技術(shù)路線。

3、r>　　(2)論述了曲線梁橋結(jié)構(gòu)動力有限元分析基本理論，采用空間梁單元并推導(dǎo)了其單元質(zhì)量矩陣、剛度矩陣、阻尼矩陣、荷載列陣及單元運動方程，組集整體剛度矩陣。采用Newmark-β求解結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)，基于MATLAB平臺開發(fā)了曲線梁橋結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析程序。
　　(3)基于剛體動力學(xué)和車輛動力學(xué)假設(shè)，將車輛離散為彈簧單元和質(zhì)量單元，推導(dǎo)了三維整體車輛模型的運動方程。采用傅立葉逆變換方法模擬路面不平度，并編寫了相應(yīng)的路面不平整度模擬程序，

4、并模擬了國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T7031-86)規(guī)定的A、B、C三種路面粗糙度對應(yīng)的路面不平整時程信號，為后續(xù)的曲線梁橋車橋耦合振動研究奠定了基礎(chǔ)。
　　(4)根據(jù)車橋耦合振動的基本理論，采用Newmark-β求解結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)，基于MATLAB開發(fā)了曲線梁橋車橋耦合振動分析程序，并與ANSYS軟件計算結(jié)果進(jìn)行了比較，最后對一座實際曲線梁橋進(jìn)行了車橋耦合振動現(xiàn)場實測研究，并與本文開發(fā)的曲線梁橋車橋耦合振動程序計算結(jié)果進(jìn)行比較，驗證了本文開