發(fā)布時(shí)間：2020-06-10 23:14

【摘要】：隨著我國(guó)高速公路快速發(fā)展,高速公路橋梁建設(shè)、理論和施工關(guān)鍵技術(shù)也取得了舉世矚目的成就。高速公路建設(shè)中,鋼混橋梁因其獨(dú)特的優(yōu)越性被廣泛使用,由于鋼混橋梁結(jié)構(gòu)的車(chē)橋動(dòng)態(tài)耦合效應(yīng)較鋼筋水泥混凝土橋梁結(jié)構(gòu)更為突出,因而在車(chē)輛載荷作用下橋梁瀝青路面鋪裝更容易產(chǎn)生疲勞裂紋和裂縫,影響橋梁瀝青路面使用壽命,因此,進(jìn)行鋼混橋梁車(chē)-橋-路耦合動(dòng)力學(xué)研究有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。現(xiàn)有的車(chē)-橋-路研究中,將車(chē)輛模型簡(jiǎn)化為移動(dòng)荷載、輪載或用彈簧-質(zhì)量-阻尼模擬;沒(méi)有考慮車(chē)輛、路面、橋梁之間耦合作用,未進(jìn)行統(tǒng)一建模,難以反應(yīng)整個(gè)系統(tǒng)的耦合特性。本文以某高速公路鋼混組合工字鋼橋?yàn)檠芯繉?duì)象,通過(guò)有限元軟件Ansys整體構(gòu)建了橋梁及鋪裝路面有限元模型,求得系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)固有振動(dòng)特性,通過(guò)動(dòng)力學(xué)軟件UM建立了多剛體實(shí)車(chē)模型,并在UM中建立了車(chē)-橋-路剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。依據(jù)路面不平順標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建了不平順路面譜,研究了車(chē)輛的質(zhì)量以及速度對(duì)車(chē)-橋-路剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)中路面鋪裝層的撓度、沖擊系數(shù)、橫向拉應(yīng)力、縱向拉應(yīng)力、剪應(yīng)力影響,進(jìn)而分析了橋梁的動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)的變化規(guī)律,針對(duì)車(chē)輛以不同質(zhì)量與速度通過(guò)橋梁時(shí),分析了車(chē)體的振動(dòng)響應(yīng)、車(chē)輛前軸與中軸的動(dòng)態(tài)載荷響應(yīng)、前輪與中輪的垂向力響應(yīng),通過(guò)橋梁現(xiàn)場(chǎng)模態(tài)測(cè)試與撓度變形測(cè)試結(jié)果與計(jì)算結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了車(chē)-橋-路剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)的正確性與計(jì)算結(jié)果的有效性。
【圖文】：

.1 研究目的和意義近年來(lái)，隨著中國(guó)交通運(yùn)輸體系在規(guī)模與技術(shù)水平上的大幅提升，公路系統(tǒng)高速化、重載化以及輕型化趨勢(shì)日益提升，高速公路鋼混組合橋梁結(jié)于強(qiáng)度高，，造價(jià)低，機(jī)械性能好，施工方便，工期較短，構(gòu)件更換容易等而被廣泛使用，逐漸成為采用較多的模式，如圖 1-1 所示；然而，與水泥混橋梁結(jié)構(gòu)相比，鋼混組合橋梁結(jié)構(gòu)在重載車(chē)輛的作用下其動(dòng)態(tài)耦合效應(yīng)更出，導(dǎo)致鋼混組合橋梁結(jié)構(gòu)上瀝青路面鋪裝容易產(chǎn)生疲勞裂紋和裂縫。一，當(dāng)高速行駛的重載車(chē)輛通過(guò)橋梁時(shí)，車(chē)輛對(duì)橋梁產(chǎn)生動(dòng)力沖擊作用，不引起橋梁和路面的振動(dòng)，而且由于車(chē)輛荷載具有反復(fù)作用的特征，橋梁鋪容易產(chǎn)生疲勞損傷與破壞，將直影響橋梁的工作狀態(tài)與使用壽命；另一方梁和路面的振動(dòng)又會(huì)反作用于車(chē)輛，進(jìn)一步加劇車(chē)輛的振動(dòng)，影響車(chē)輛運(yùn)平穩(wěn)性與安全性，并且在一定條件下，會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛構(gòu)件疲勞損傷，載重物到損害，降低乘客的舒適性。

圖 2-1 主梁橫斷面圖鋼主梁采用 Q345D 工字形直腹板鋼梁，由頂板、底板和腹板焊接而成，頂板與底板k8變厚度鋼板，頂板與底板的標(biāo)準(zhǔn)段后為 20 mm 和 25 mm，連續(xù)墩頂0.15 L 外圍頂、底板厚度分別為 25 mm 和 40 mm，主梁腹板為等厚度鋼板，厚度為 12 mm。鋼主梁之間通過(guò)橫梁聯(lián)系，橫梁間距為 5 m，端橫梁采用實(shí)腹式橫梁，采用焊接工字形截面，橫梁頂板、底板和腹板采用等厚度鋼板，厚度為 12mm，端橫梁設(shè)置兩導(dǎo)豎直加勁肋，端橫梁與鋼主梁腹板焊接在一起，橋梁整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：U441.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王軍民;郭雅平;;旋轉(zhuǎn)剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)的模型及控制[J];數(shù)學(xué)建模及其應(yīng)用;2016年03期

2 章定國(guó);吳勝寶;康新;;考慮尺度效應(yīng)的微梁剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)分析[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);2010年01期

3 李甲林;王正中;杜成義;;渠道濾透式剛?cè)狁詈弦r護(hù)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)特性分析[J];灌溉排水學(xué)報(bào);2006年02期

4 楊輝,洪嘉振,余征躍;剛?cè)狁詈辖＠碚摰膶?shí)驗(yàn)驗(yàn)證　[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2003年02期

5 李曉暉;;衛(wèi)星載荷連接剛?cè)狁詈辖Y(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性研究[J];機(jī)床與液壓;2019年01期

6 魏富江;李志剛;陳志群;;藥協(xié)調(diào)臂剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真[J];機(jī)械與電子;2018年11期

7 邱志成;;剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)的振動(dòng)主動(dòng)控制[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2006年11期

8 楊輝,洪嘉振,余征躍;兩種剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型的對(duì)比研究[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2002年11期

9 高順德;謝高蘭;曹旭陽(yáng);白朝陽(yáng);李冬;;基于剛?cè)狁詈夏Ｐ偷膹?qiáng)夯機(jī)動(dòng)力學(xué)分析[J];中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào);2011年03期

10 董龍雷,閆桂榮,杜彥亭,余建軍,牛寶良,李榮林;高斯最小拘束原理在一類(lèi)剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)分析中的應(yīng)用[J];兵工學(xué)報(bào);2001年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 譚志松;于萍;張春鵬;;全液壓自動(dòng)貓道舉升系統(tǒng)剛?cè)狁詈戏治鯷A];第十八屆全國(guó)探礦工程（巖土鉆掘工程）技術(shù)學(xué)術(shù)交流年會(huì)論文集[C];2015年

2 趙婕;于開(kāi)平;;一種剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性分析[A];第九屆全國(guó)動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議會(huì)議手冊(cè)[C];2012年

3 趙國(guó)威;吳志剛;;柔性空間結(jié)構(gòu)大范圍自由運(yùn)動(dòng)的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模與分析[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

4 蘭朋;陸念力;孟曉平;;考慮剛?cè)狁詈闲?yīng)的塔機(jī)水平臂回轉(zhuǎn)制動(dòng)分析[A];中國(guó)工程機(jī)械學(xué)會(huì)2003年年會(huì)論文集[C];2003年

5 陳陽(yáng);張?jiān)魄?祝書(shū)偉;李創(chuàng);;縫紉機(jī)剛?cè)狁詈系恼麢C(jī)動(dòng)力學(xué)研究[A];第九屆全國(guó)多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)暨第四屆全國(guó)航天動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2015年

6 董思;;基于hyperworks的某軌道列車(chē)剛?cè)狁詈夏Ｐ陀?jì)算[A];2015Altair技術(shù)大會(huì)論文集[C];2015年

7 洪振宇;高建華;許致華;何振鵬;;殘損航空器搬移拖車(chē)協(xié)同工作中梁的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)分析[A];2015中國(guó)(天津)機(jī)電裝備創(chuàng)新設(shè)計(jì)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇論文集[C];2015年

8 趙國(guó)威;吳志剛;;柔性空間結(jié)構(gòu)大范圍自由運(yùn)動(dòng)的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模與分析[A];第十四屆全國(guó)非線性振動(dòng)暨第十一屆全國(guó)非線性動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集與會(huì)議議程[C];2013年

9 吳永勝;王剛;馬凱;;帶有柔性附件的三軸穩(wěn)定航天器剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模研究[A];2018年全國(guó)固體力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集（下）[C];2018年

10 肖建強(qiáng);章定國(guó);;剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模與數(shù)值仿真[A];首屆全國(guó)航空航天領(lǐng)域中的力學(xué)問(wèn)題學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 高秀敏;一維剛?cè)狁詈辖Y(jié)構(gòu)的非線性動(dòng)力學(xué)[D];南京航空航天大學(xué);2017年

2 韓偉;柔性錐—桿式對(duì)接機(jī)構(gòu)剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

3 李明昊;剛?cè)狁詈喜擅簷C(jī)截割部動(dòng)態(tài)與漸變可靠性研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2017年

4 周治國(guó);非均衡激振剛?cè)狁詈蠌椥院Y分機(jī)理與協(xié)同優(yōu)化研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2019年

5 趙國(guó)威;面向控制的柔性梁剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模方法研究[D];大連理工大學(xué);2017年

6 劉靜靜;典型植物葉片剛?cè)狁詈狭W(xué)特性及其仿生研究[D];吉林大學(xué);2018年

7 郭雅平;旋轉(zhuǎn)剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)的鎮(zhèn)定與控制[D];北京理工大學(xué);2016年

8 錢(qián)震杰;剛?cè)狁詈先嵝詸C(jī)械臂含摩擦碰撞動(dòng)力學(xué)研究[D];南京理工大學(xué);2016年

9 郭小煒;剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模與響應(yīng)分析[D];重慶大學(xué);2016年

10 樸明偉;車(chē)輛動(dòng)態(tài)系統(tǒng)協(xié)同仿真及剛?cè)狁詈详P(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用[D];大連交通大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳耕;基于虛擬樣機(jī)的剛?cè)狁詈辖Y(jié)構(gòu)聯(lián)合仿真及優(yōu)化研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

2 王高磊;鋼混橋梁鋪裝車(chē)-橋-路剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)分析[D];石家莊鐵道大學(xué);2019年

3 武澤;剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)現(xiàn)[D];上海交通大學(xué);2016年

4 周雙;基于剛?cè)狁詈系男D(zhuǎn)式車(chē)門(mén)關(guān)閉性能研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2019年

5 高建橋;基于剛?cè)狁詈夏Ｐ偷娘L(fēng)電起重機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真研究[D];華北水利水電大學(xué);2019年

6 陳讓讓;物品局域傳遞移動(dòng)機(jī)器人剛?cè)狁詈闲凶邫C(jī)構(gòu)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];杭州電子科技大學(xué);2019年

7 吳波文;橋式起重機(jī)動(dòng)態(tài)特性仿真研究[D];鄭州大學(xué);2019年

8 邢少杰;重型履帶行走裝置關(guān)鍵部件剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真與疲勞分析[D];吉林大學(xué);2019年

9 高晨彤;考慮剪切效應(yīng)的旋轉(zhuǎn)FGM梁剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模與仿真[D];南京理工大學(xué);2018年

10 梁自林;基于剛?cè)狁詈夏Ｐ偷能壍儡?chē)輛動(dòng)力學(xué)研究[D];蘭州交通大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2707005