以雙軸四自由度簡(jiǎn)構(gòu)車輛和簡(jiǎn)支梁橋?yàn)閷?duì)象,綜合考慮車輛前后車輪與橋面貼合和分離的情況,建立以車輪與橋面位移相容條件為判別依據(jù)的跳車分析模型。當(dāng)車輪、橋體、橋面不平度三者的位移矢量和小于零時(shí)判定車輪與橋面分離,而車輛將在重力作用下重新回到橋面與橋梁產(chǎn)生二次接觸,從而影響橋梁位移響應(yīng)。本文采用Matlab自編程序求解耦合模型,重點(diǎn)研究在車輛速度、橋面周期不平順和隨機(jī)不平順三種因素的影響下考慮跳車情況后的橋梁位移動(dòng)態(tài)響應(yīng)。文中數(shù)值算例表明:當(dāng)橋面平順時(shí),跳車工況下橋梁位移曲線與車橋密貼結(jié)果高度一致,差值小于3%,證明了該判別條件的準(zhǔn)確性;而當(dāng)橋面不平順時(shí),跳車工況橋梁豎向位移較密貼工況有10%左右的增幅,且跳車工況下的橋梁位移曲線波動(dòng)幅值隨橋面等級(jí)的降低而增大。故在車橋耦合動(dòng)力學(xué)分析中,當(dāng)橋面存在不平順時(shí)應(yīng)充分考慮橋面跳車帶來(lái)的影響。 

【文章來(lái)源】：應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2020,37(03)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

級(jí)橋面不平順樣本Fig.2C-levelbridgesurfaceirregularityimage

第3期譚也平，等：基于橋面不平順導(dǎo)致跳車工況下的車橋相互作用分析949顯著重疊；橋面動(dòng)位移響應(yīng)趨勢(shì)和峰值位置均相同，最大誤差低于0.3%。(a)v=20km/h(b)v=40km/h(c)v=60km/h(d)v=80km/h圖3橋面平順下計(jì)算結(jié)果對(duì)比Fig.3Comparisonofcalculationresultsofsmoothbridge(a)v=20km/h(b)v=40km/h(c)v=60km/h(d)v=80km/h圖4橋面周期不平順下計(jì)算結(jié)果對(duì)比Fig.4Comparisonofcalculationresultsofbridgecycleirregularity同樣考慮車輛以如上速度通過(guò)周期不平順橋面，不平順?lè)?B為0.03。將兩種情況下的橋梁豎向位移響應(yīng)進(jìn)行比較，如圖4所示。由以上兩類位移時(shí)程曲線可以得出以下規(guī)律。1)橋面平順時(shí)兩類工況位移曲線基本一致，說(shuō)明本文跳車判別條件準(zhǔn)確；同時(shí)也說(shuō)明了在橋面平順時(shí)不發(fā)生跳車工況，此時(shí)假定車橋間密貼接觸合理，且由此帶來(lái)的誤差在容許范圍之內(nèi)。2)當(dāng)橋面存在一定等級(jí)不平順時(shí)，跳車工況下橋梁位移響應(yīng)與密貼行駛的結(jié)果存在明顯差值；當(dāng)橋面等級(jí)由平順變?yōu)榉禐?.03的周期不平順時(shí)，誤差大于5%。這類差值與車輛速度以及橋面不平順顯著相關(guān)，隨速度與橋面不平順度不同而產(chǎn)生波動(dòng)。綜上，考慮到橋面的不平順會(huì)直接引發(fā)車橋短暫分離的現(xiàn)象，而此類現(xiàn)象亦會(huì)對(duì)橋面動(dòng)力響應(yīng)產(chǎn)生復(fù)雜影響，所以在研究橋梁的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)有必要考慮橋面跳車的工況。5.2不同軸距下兩種情況的對(duì)比分析因?yàn)樵趩屋S模型跳車分析中忽略了軸距a的影響，故分別采用2.5m、3.5m、4.5m這3類軸距研究橋跨位移響應(yīng)隨軸距的變化規(guī)律。選取60km/h車速通過(guò)B級(jí)隨機(jī)不平橋面。兩類工況下的位移時(shí)程曲線及具體數(shù)據(jù)如圖5所示。(a)不考慮跳車(b)考慮跳車(

車橋相互作用分析949顯著重疊；橋面動(dòng)位移響應(yīng)趨勢(shì)和峰值位置均相同，最大誤差低于0.3%。(a)v=20km/h(b)v=40km/h(c)v=60km/h(d)v=80km/h圖3橋面平順下計(jì)算結(jié)果對(duì)比Fig.3Comparisonofcalculationresultsofsmoothbridge(a)v=20km/h(b)v=40km/h(c)v=60km/h(d)v=80km/h圖4橋面周期不平順下計(jì)算結(jié)果對(duì)比Fig.4Comparisonofcalculationresultsofbridgecycleirregularity同樣考慮車輛以如上速度通過(guò)周期不平順橋面，不平順?lè)?B為0.03。將兩種情況下的橋梁豎向位移響應(yīng)進(jìn)行比較，如圖4所示。由以上兩類位移時(shí)程曲線可以得出以下規(guī)律。1)橋面平順時(shí)兩類工況位移曲線基本一致，說(shuō)明本文跳車判別條件準(zhǔn)確；同時(shí)也說(shuō)明了在橋面平順時(shí)不發(fā)生跳車工況，此時(shí)假定車橋間密貼接觸合理，且由此帶來(lái)的誤差在容許范圍之內(nèi)。2)當(dāng)橋面存在一定等級(jí)不平順時(shí)，跳車工況下橋梁位移響應(yīng)與密貼行駛的結(jié)果存在明顯差值；當(dāng)橋面等級(jí)由平順變?yōu)榉禐?.03的周期不平順時(shí)，誤差大于5%。這類差值與車輛速度以及橋面不平順顯著相關(guān)，隨速度與橋面不平順度不同而產(chǎn)生波動(dòng)。綜上，考慮到橋面的不平順會(huì)直接引發(fā)車橋短暫分離的現(xiàn)象，而此類現(xiàn)象亦會(huì)對(duì)橋面動(dòng)力響應(yīng)產(chǎn)生復(fù)雜影響，所以在研究橋梁的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)有必要考慮橋面跳車的工況。5.2不同軸距下兩種情況的對(duì)比分析因?yàn)樵趩屋S模型跳車分析中忽略了軸距a的影響，故分別采用2.5m、3.5m、4.5m這3類軸距研究橋跨位移響應(yīng)隨軸距的變化規(guī)律。選取60km/h車速通過(guò)B級(jí)隨機(jī)不平橋面。兩類工況下的位移時(shí)程曲線及具體數(shù)據(jù)如圖5所示。(a)不考慮跳車(b)考慮跳車(regardlessofvehiclejump)(vehiclejump)(c)峰?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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