【摘要】：近年來，隨著我國交通事業(yè)的飛速發(fā)展，大量的橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施隨之產(chǎn)生。彎梁橋能夠很好的適應(yīng)各種路線的限制，并且可以滿足人們對其美觀的要求，同時由于彎梁橋本身獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其具有了有別于一般直線梁橋的結(jié)構(gòu)特性，與此同時也給其設(shè)計、建設(shè)和養(yǎng)護(hù)帶來了很大困難，所以對彎梁橋的結(jié)構(gòu)和受力特點(diǎn)進(jìn)行研究就顯得尤為重要，特別是對于外部車輛荷載作用的研究已經(jīng)成為了此類橋型最重要的研究項(xiàng)目。鑒于此，本文以單箱雙室截面彎梁橋?yàn)檠芯繉ο�，對其在受到車輛荷載作用下的結(jié)構(gòu)動力特性進(jìn)行研究，主要工作和成果有： （1）基于大型有限元計算軟件ANSYS中的Solid65實(shí)體單元和Beam189梁單元，分別建立了三跨連續(xù)箱型彎梁橋，進(jìn)行模態(tài)計算，并對其前六階的振型和頻率與實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，可以看出，這兩種單元都可以很好的模擬實(shí)橋，梁單元更加節(jié)省建模和計算的時間； （2）基于車輛動力學(xué)和剛體運(yùn)動學(xué)的假設(shè)，詳細(xì)介紹了橋梁動力方程的推導(dǎo)過程；以實(shí)際車輛為研究對象，詳細(xì)介紹了將其簡化為雙自由度模型的具體過程，對簡化的雙自由度車輛模型的振動方程進(jìn)行推導(dǎo)，并求得無阻尼車輛模型自由振動的固有頻率計算公式，以東風(fēng)EQ1168G1載貨汽車為例加以驗(yàn)證； （3）由于實(shí)際橋面不平整度的存在，行駛在上面的車輛會受其影響產(chǎn)生豎向振動，最終通過車輪施加于橋面上。本文將實(shí)際橋面近似為正弦曲線，將此曲線函數(shù)代入振動方程，最終求得由于橋面不平整度引起的車輛作用于橋面的動載荷計算公式，并分析研究不同振幅、波長和行車速度對車輛作用于橋面的動荷載大小的影響，得出相關(guān)結(jié)論；此方法降低了類似車橋耦合問題的難度； （4）應(yīng)用前面求解得到的車輛動荷載計算公式，研究了單車荷載作用下，彎梁橋曲率半徑、車輛行駛偏心和車輛行駛速度等參數(shù)變化對彎梁橋內(nèi)力和位移響應(yīng)的影響，從而得到一些有用的結(jié)論，為進(jìn)一步探究車橋耦合動力問題提供參考。
【圖文】：

在城市道路建設(shè)中，為緩解交通壓力，常常采用立體交叉工程，由于城市房屋比較密集，各種公共設(shè)施密布，曲線匝道橋是實(shí)現(xiàn)各個方向交通聯(lián)結(jié)的最佳手段。城區(qū)道路采用彎梁橋可以有效地避開地下管線、地下文物和沿街建筑的干擾，，從而節(jié)省拆遷費(fèi)用和節(jié)約建設(shè)用地。山區(qū)公路的選線設(shè)計中，若在必要的地段采用曲線橋（如圖 1.1 所示），則有可能大大減少道路展線長度，避開巖溶、滑坡、泥石流等不良地段，可以獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益[2]。高大橋梁兩端的引橋，采用彎梁橋可以有效的節(jié)省建設(shè)地，如上海的南浦大橋（如圖 1.2 所示）東端引橋就采用了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)彎梁橋。彎梁橋不僅能很好地適應(yīng)橋址周圍地形地物限制的需要，而且由于曲線結(jié)構(gòu)線條平順、流暢、明快、意境生動，能給人們以美的享受。這樣設(shè)計的橋梁結(jié)構(gòu)，能使建筑美與環(huán)境美協(xié)調(diào)一致，符合人們的審美要求。一座漂亮的曲線橋甚至可能成為城市一道風(fēng)景，成為一座城市的象征。可以肯定地說，隨著交通事業(yè)的發(fā)展和人們審美意識的提高，在新建公路、改建公路以及城市道路中，必定會有越來越多的彎梁橋建造起來。

在城市道路建設(shè)中，為緩解交通壓力，常常采用立體交叉工程，由于城市房屋比較密集，各種公共設(shè)施密布，曲線匝道橋是實(shí)現(xiàn)各個方向交通聯(lián)結(jié)的最佳手段。城區(qū)道路采用彎梁橋可以有效地避開地下管線、地下文物和沿街建筑的干擾，從而節(jié)省拆遷費(fèi)用和節(jié)約建設(shè)用地。山區(qū)公路的選線設(shè)計中，若在必要的地段采用曲線橋（如圖 1.1 所示），則有可能大大減少道路展線長度，避開巖溶、滑坡、泥石流等不良地段，可以獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益[2]。高大橋梁兩端的引橋，采用彎梁橋可以有效的節(jié)省建設(shè)地，如上海的南浦大橋（如圖 1.2 所示）東端引橋就采用了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)彎梁橋。彎梁橋不僅能很好地適應(yīng)橋址周圍地形地物限制的需要，而且由于曲線結(jié)構(gòu)線條平順、流暢、明快、意境生動，能給人們以美的享受。這樣設(shè)計的橋梁結(jié)構(gòu)，能使建筑美與環(huán)境美協(xié)調(diào)一致，符合人們的審美要求。一座漂亮的曲線橋甚至可能成為城市一道風(fēng)景，成為一座城市的象征�？梢钥隙ǖ卣f，隨著交通事業(yè)的發(fā)展和人們審美意識的提高，在新建公路、改建公路以及城市道路中，必定會有越來越多的彎梁橋建造起來。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U448.213;U441.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2531717