【摘要】：近年來(lái)，隨著我國(guó)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(duì)其美觀的要求，同時(shí)由于彎梁橋本身獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(shí)也給其設(shè)計(jì)、建設(shè)和養(yǎng)護(hù)帶來(lái)了很大困難，所以對(duì)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(duì)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?duì)象，對(duì)其在受到車輛荷載作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)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(jì)算軟件ANSYS中的Solid65實(shí)體單元和Beam189梁?jiǎn)卧�，分別建立了三跨連續(xù)箱型彎梁橋，進(jìn)行模態(tài)計(jì)算，并對(duì)其前六階的振型和頻率與實(shí)測(cè)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?jiǎn)卧庸?jié)省建模和計(jì)算的時(shí)間； （2）基于車輛動(dòng)力學(xué)和剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)的假設(shè)，詳細(xì)介紹了橋梁動(dòng)力方程的推導(dǎo)過(guò)程；以實(shí)際車輛為研究對(duì)象，詳細(xì)介紹了將其簡(jiǎn)化為雙自由度模型的具體過(guò)程，對(duì)簡(jiǎn)化的雙自由度車輛模型的振動(dòng)方程進(jìn)行推導(dǎo)，并求得無(wú)阻尼車輛模型自由振動(dòng)的固有頻率計(jì)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(huì)受其影響產(chǎn)生豎向振動(dòng)，最終通過(guò)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(dòng)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(dòng)載荷計(jì)算公式，并分析研究不同振幅、波長(zhǎng)和行車速度對(duì)車輛作用于橋面的動(dòng)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(wèn)題的難度； （4）應(yīng)用前面求解得到的車輛動(dòng)荷載計(jì)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(duì)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(dòng)力問(wèn)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(gè)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(jì)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(zhǎng)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(dòng)，能給人們以美的享受。這樣設(shè)計(jì)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(shuō)，隨著交通事業(yè)的發(fā)展和人們審美意識(shí)的提高，在新建公路、改建公路以及城市道路中，必定會(huì)有越來(lái)越多的彎梁橋建造起來(lái)。

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(gè)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(jì)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(zhǎng)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(dòng)，能給人們以美的享受。這樣設(shè)計(jì)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(shuō)，隨著交通事業(yè)的發(fā)展和人們審美意識(shí)的提高，在新建公路、改建公路以及城市道路中，必定會(huì)有越來(lái)越多的彎梁橋建造起來(lái)。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U448.213;U441.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2531717