【摘要】：先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁橋具備簡(jiǎn)支梁橋和連續(xù)梁橋的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用日趨廣泛,然而人們對(duì)該種橋型的極限承載力和車(chē)橋動(dòng)力相互作用引起的橋梁和車(chē)輛的動(dòng)力響應(yīng)了解較少。因此,深入研究先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的極限承載力以及車(chē)橋動(dòng)力相互作用引起的橋梁和車(chē)輛的動(dòng)力響應(yīng),對(duì)于該橋梁體系的發(fā)展及合理利用具有較大的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文以河南省省道S318線(xiàn)某大橋——先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁橋(以下簡(jiǎn)稱(chēng)先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋)為工程實(shí)例,對(duì)其受力及破壞機(jī)理、極限承載力、車(chē)橋耦合振動(dòng)、沖擊系數(shù)和汽車(chē)在橋上運(yùn)行舒適性開(kāi)展了研究,完成的主要研究工作如下:1)采用Midas/FEA有限元軟件建立大橋的三維實(shí)體有限元計(jì)算模型,考慮材料非線(xiàn)性,計(jì)算分析了其在不同工況下結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)、破壞荷載以及橋梁安全系數(shù)等,了解了該橋型的破壞特征。2)對(duì)先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋進(jìn)行了加載全過(guò)程模擬,得到了該橋型的極限承載力;研究了成橋初始狀態(tài)的內(nèi)力,探討了施工工藝對(duì)橋梁極限承載力的影響。3)提出了先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的動(dòng)力分析模型,將橋梁和車(chē)輛看作為一個(gè)整體時(shí)變系統(tǒng),采用自編程序計(jì)算了橋梁的有載頻率和振型,對(duì)比分析了橋梁有載頻率和無(wú)載頻率的區(qū)別,在此基礎(chǔ)上,討論了汽車(chē)的輪胎剛度、懸架剛度、簧下質(zhì)量和簧上質(zhì)量等對(duì)橋梁有載頻率的影響。4)計(jì)算了車(chē)橋時(shí)變系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)及橋梁的位移沖擊系數(shù),討論了車(chē)輛數(shù)目、車(chē)輛間距、不同車(chē)道、車(chē)速和路面粗糙度等因素對(duì)車(chē)橋時(shí)變系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)及橋梁沖擊系數(shù)的影響;通過(guò)車(chē)橋振動(dòng)耦合分析,評(píng)價(jià)了汽車(chē)運(yùn)行于先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋上時(shí)的行駛舒適性,分析了車(chē)速和路面粗糙度對(duì)汽車(chē)行駛舒適性的影響。
[Abstract]:Simple supported and then continuous beam bridges have the advantages of simple supported beam bridges and continuous beam bridges, and are widely used. However, little is known about the ultimate bearing capacity of this type of bridge and the dynamic response of bridges and vehicles caused by the dynamic interaction between vehicle and bridge. Therefore, the ultimate bearing capacity of simply supported and then continuous prestressed concrete beam bridges and the dynamic responses of bridges and vehicles caused by vehicle-bridge dynamic interaction are deeply studied. It is of great theoretical significance and practical value for the development and rational utilization of the bridge system. In this paper, a bridge on S318 line of Henan Provincial Road, which is simply supported and then continuous prestressed concrete T-beam bridge (hereinafter referred to as simply supported and then continuous prestressed concrete T-beam bridge), is taken as an engineering example, and the ultimate bearing capacity and the failure mechanism of the bridge are discussed. The coupling vibration, shock coefficient and vehicle comfort on the bridge are studied. The main research work is as follows: 1) the three-dimensional finite element model of the bridge is established by using Midas/FEA finite element software, and the material nonlinearity is taken into account. The failure mode, failure load and bridge safety factor of the bridge under different working conditions are calculated and analyzed. The failure characteristics of the bridge type .2) are simulated in the whole loading process of the prestressed concrete T-beam bridge with simple support and continuous prestressed concrete. The ultimate bearing capacity of the bridge is obtained, the internal force of the initial state of the bridge is studied, and the influence of construction technology on the ultimate bearing capacity of the bridge is discussed. Considering the bridge and vehicle as an integral time-varying system, the loaded frequency and vibration mode of the bridge are calculated by using self-compiled program, and the differences between the loaded frequency and the no-load frequency of the bridge are compared and analyzed. On the basis of this, the tire stiffness of the automobile is discussed. The influence of suspension stiffness, underspring mass and spring mass on the loaded frequency of the bridge is calculated. The dynamic response of the time-varying system and the displacement impact coefficient of the bridge are calculated. The number of vehicles, the distance between vehicles, the different driveways are discussed. The influence of vehicle speed and road roughness on the dynamic response of time-varying system and the impact coefficient of the bridge is discussed, and the ride comfort of the vehicle running on the prestressed concrete T-beam bridge with simple support and continuous prestressed concrete beam is evaluated through the vibration coupling analysis of the vehicle and bridge. The influence of vehicle speed and road roughness on vehicle driving comfort is analyzed.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：U441

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本文編號(hào)：2210624