風載作用下斜拉橋車橋耦合振動及行車舒適性研究.pdf

1、隨著設計理論的發(fā)展、建筑材料及施工技術的進步，現(xiàn)代大跨度斜拉橋正朝著超大跨、極輕柔的方向發(fā)展，其風致振動與車橋耦合振動問題日益凸顯。這些問題會使橋梁局部某些構件產生疲勞破壞，影響橋梁壽命，而且過大的振幅也會危及行車和行人的舒適與安全。因此，對風荷載作用下車橋耦合振動及行車舒適性進行研究是非常有必要的。本文主要進行了以下幾個方面的工作：
　　1、本文首先根據(jù)斜拉橋結構的受力特點，采用有限元軟件ANSYS建立某大跨度斜拉橋的分析模型，

2、對該模型進行了自振特性分析，研究了該橋的動力特性，并借此檢驗所建橋梁計算模型的正確性。
　　2、根據(jù)本橋梁所處風場特點，利用諧波合成法模擬了該橋梁上的脈動風速時程，基于準定常氣動力理論，給出了作用在整個橋梁主梁單位長度上的氣動力表達式，獲取了該橋梁模型上的升力、阻力以及升力矩的時程。
　　3、選擇具有代表性的七自由度空間整車模型作為車輛模型，并用數(shù)學方法模擬了橋面不平順，得到了激勵樣本函數(shù)。將車輛及橋梁視為一個整體系統(tǒng)，將路

3、面不平順性作為系統(tǒng)的自激振動激勵源，將風荷載作為外部激勵作用在斜拉橋主梁上，形成了風荷載作用下車橋系統(tǒng)振動分析模型，得到風荷載作用下車橋耦合振動方程。
　　4、分別在無風荷載和有風荷載的情況下，研究不同車速、車重、路面等級、風速對車橋系統(tǒng)動力響應的影響，并得到相應的橋梁豎向響應和車輛豎向響應。
　　5、對國內外結構振動舒適性的主要評價標準和評價方法做了較為系統(tǒng)的總結。歸納了最新的ISO標準應用于本研究內容的具體評價方法，還列

4、出幾種輔助的采用頻譜分析方法評價水平方向行車舒適性作為對比分析。并根據(jù)Sperling指標和ISO2631標準1/3倍頻帶法，將不同工況下的車輛豎向加速度響應轉為Sperling平順指標數(shù)和加速度均方根值，進而按該標準舒適度界限值進行評價。
　　6、研究結果表明，在無風荷載作用下，路面等級的降低、行駛車輛的車速增加、車重的增加都會引起車橋系統(tǒng)動力響應的增加，其中車輛振動響應受路面等級的影響較大，此時還能滿足舒適性要求。當風荷載作用