【摘要】：公路曲線連續(xù)梁橋作為一種被廣泛使用的橋型,其車橋系統(tǒng)的動力特性及車輛舒適性理應得到重視,但與直線橋相比,曲線橋的車橋耦合振動及車輛舒適性研究相對比較滯后。因此,這方面研究具有重要的理論意義和工程價值。在總結(jié)了大量相關文獻,梳理了課題創(chuàng)新與發(fā)展的脈絡后,確定了本文的研究方向。論述了橋梁車輛的建模方法并進行了驗證,在此基礎上以實際橋梁為工程背景,建立了某曲線橋三維有限元模型,并建立了9自由度車輛模型。使用傅里葉逆變換法模擬路面不平度。分別對車橋建立振動微分方程,在求解時通過位移和力的協(xié)調(diào)條件進行耦合,采用Newmrak-β法,以有限元軟件ANSYS為運算平臺,編制APDL迭代命令流對方程進行求解,并對計算結(jié)果進行分析歸納,得到以下結(jié)論:(1)相比單車過橋,多車過橋時橋梁的位移和內(nèi)力會減小,具體規(guī)律與橋梁跨度和車距有關。(2)橋梁各方向振動和車輛各項動力響應均受橋梁曲率半徑影響較大,它們表現(xiàn)出共同的規(guī)律,即曲率半徑越小,動力響應越大,且當曲率半徑小于150m時,橋梁動力響應受曲率半徑影響更顯著,半徑大于150m時,曲率半徑的影響則趨于減弱。曲率半徑對橋梁扭轉(zhuǎn)角的影響主要體現(xiàn)在靜扭轉(zhuǎn)角上,對沖擊系數(shù)影響較小。(3)隨著車速的增大,橋梁豎向和扭轉(zhuǎn)振動響應總體呈現(xiàn)增大的趨勢,并在30m/s車速附近有突增現(xiàn)象。橋梁橫向振動位移隨著車速的增大而近似線性增大。隨著車速的增大,車輛的安全性迅速降低,舒適性則沒有體現(xiàn)出明顯規(guī)律。(4)隨著車輛作用位置由曲線內(nèi)側(cè)移至曲線外側(cè),橋梁的豎向振動及跨中彎矩呈現(xiàn)增大的趨勢,而橋梁的扭轉(zhuǎn)振動和跨中扭矩則隨著車輛偏心距數(shù)值的增大而增大。車輛安全性與舒適性也隨著車輛作用位置由內(nèi)側(cè)移至外側(cè)而變差,但影響相對較小。
【圖文】：

教授[12]、陳英俊教授[13]從研究，做出了許多總結(jié)性一車輛模型，提出了車輛對微分方程進行了數(shù)值求解的 Nemark-β 法，他們的間，并且，使用這種方法。在此基礎上，他們編制的結(jié)果進行對比，其準確張楠、夏禾[16,17]，多年來析方法進行了系統(tǒng)的總結(jié)迭代法，，來求解車橋耦合統(tǒng)的全過程計算，每一步一步迭代前疊加橋面運動件，輸出數(shù)值解。此方法了計算的收斂，提高了軟

M. Ichikawa 等[29]對 Euler-Bernoulli 多跨等截面連續(xù)梁進行了模態(tài)分析，使用直接積分法求解了勻速移動質(zhì)量作用下的動力微分方程，并評價了連續(xù)梁的慣性和移動速度對連續(xù)梁動力響應的影響，對三種具有均勻跨距的連續(xù)梁進行了動力特性評價。但使用直接積分法求解系統(tǒng)動力微分方程并不能很好地體現(xiàn)出車輛與橋梁子系統(tǒng)間的相互耦合。X. Q. Zhu,和 S. S.Law[30]對雙軸車建立了 7 自由度模型，研究了勻速車輛對曲線橋的沖擊效應，他們考慮正交異性板理論，分別在單車、多車作用，以及不同車道上車輛荷載作用的情況下，對曲線連續(xù)梁橋的橋面板使用模態(tài)疊加技術，計算了橋面板的振動。后來他們[31]建立了以歐拉-伯努利梁為基礎的曲線連續(xù)梁模型，采用大剛度彈性支承，使用等距移動力來模擬車流作用，對變截面梁的振動進行了計算求解。在國內(nèi)，黃新藝[32]基于剪力柔性梁格理論提出了適用于曲線梁橋動力分析的三梁式模型，如圖 1.3 所示。他使用這種模型計算了一座曲線梁橋的車致振動，并與實橋試驗得到的實驗數(shù)據(jù)進行對比，得出了很多有價值的結(jié)論。黃新藝還研究了變速移動荷載作用的情況。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U441.3

【參考文獻】

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1 王貴春;李武生;;斜拉橋在多車輛作用下的動力響應分析[J];橋梁建設;2014年06期

2 何龍;李健偉;謝勇;;動力荷載試驗在新建橋梁驗收中的應用[J];科技風;2013年20期

3 張楠;夏禾;;基于全過程迭代的車橋耦合動力系統(tǒng)分析方法[J];中國鐵道科學;2013年05期

4 周新平;宋一凡;賀拴海;;公路曲線梁橋車橋耦合振動數(shù)值分析[J];長安大學學報(自然科學版);2009年06期

5 王達;劉揚;黃平明;;隨機車流作用下雙曲拱橋車-橋耦合振動研究[J];中國公路學報;2009年06期

6 韓萬水;陳艾榮;;風環(huán)境下大跨度斜拉橋上的車輛駕駛舒適性評價[J];中國公路學報;2008年02期

7 李黎;葉志雄;王欣;胡亮;;移動荷載作用下特大懸索橋的行車舒適性[J];公路交通科技;2007年09期

8 趙躍宇;康厚軍;馮銳;勞文全;;曲線梁研究進展[J];力學進展;2006年02期

9 劉獻棟,鄧志黨,高峰;基于逆變換的路面不平度仿真研究[J];中國公路學報;2005年01期

10 肖新標,沈火明;移動荷載作用下橋梁的系統(tǒng)仿真[J];振動與沖擊;2005年01期

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1 蔣培文;公路大跨徑連續(xù)體系橋梁車橋耦合振動研究[D];長安大學;2012年

2 黃新藝;混凝土連續(xù)曲線梁橋在車輛荷載作用下的動力響應研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

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2 韓星;曲線梁橋“彎扭耦合”效應影響因素分析研究[D];重慶交通大學;2014年

3 馬玉龍;公路曲線連續(xù)梁橋車橋耦合振動研究[D];湖南大學;2014年

4 章長玖;公路橋梁車橋耦合振動分析[D];鄭州大學;2010年

5 安忠海;車輛荷載作用下曲線鋼—混凝土組合箱梁橋的動力性能研究[D];長安大學;2009年

6 晏路曼;公路曲線梁橋在移動荷載作用下車橋耦合振動響應研究[D];華東交通大學;2008年

7 鄧本波;汽車振動乘坐舒適性的評價方法研究[D];合肥工業(yè)大學;2005年

本文編號：2595076