城市道路交通荷載振動(dòng)測(cè)試及模擬.pdf

1、城市交通誘發(fā)道路及周邊結(jié)構(gòu)的振動(dòng)問(wèn)題，時(shí)刻都引起業(yè)內(nèi)研究者的廣泛關(guān)注。結(jié)構(gòu)振動(dòng)的幅值雖小，但持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，并且對(duì)人體的健康及建筑結(jié)構(gòu)本身的安全問(wèn)題有一定影響。因此，對(duì)交通荷載作用下道路振動(dòng)的研究具有重要的科學(xué)意義及工程應(yīng)用價(jià)值。為真實(shí)模擬交通荷載作用下路面振動(dòng)加速度時(shí)程，本文對(duì)廣州番禺區(qū)萬(wàn)博中心附近的市政道路進(jìn)行交通量調(diào)查及路面振動(dòng)實(shí)測(cè)。分析車(chē)速、車(chē)型及車(chē)流情況對(duì)路面振動(dòng)的影響，對(duì)路面振動(dòng)加速度信號(hào)進(jìn)行模擬；利用加速度信號(hào)作為輸入，對(duì)地下

2、空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析。本文具體研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）本文把所有車(chē)型分為小汽車(chē)、小貨車(chē)、大貨車(chē)和公交車(chē)四類(lèi)；并對(duì)采集得到的車(chē)流量樣本數(shù)據(jù)做簡(jiǎn)單的離散，以時(shí)間序列作為自變量，每二十分鐘統(tǒng)計(jì)一次特定車(chē)型的數(shù)量。將得到的車(chē)流量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，建立高斯混合模型，分析并得到各類(lèi)車(chē)型的均值和方差，利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得到車(chē)流量概率分布函數(shù)的參數(shù)。利用 MATLAB數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對(duì)車(chē)流量進(jìn)行模擬，通過(guò)概率分布函數(shù)生成相應(yīng)的隨機(jī)數(shù)。設(shè)

3、定相應(yīng)的置信區(qū)間，綜合考慮觀測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)區(qū)間，去除發(fā)生概率較小的極大值與極小值，即可得到符合實(shí)際情況的車(chē)流量。在車(chē)流量模擬中充分考慮了隨機(jī)過(guò)程的分布函數(shù)，為混合車(chē)流作用下路面振動(dòng)加速度時(shí)程的模擬提供可靠的理論依據(jù)。
　?。?）對(duì)單一車(chē)型和混合車(chē)流作用下路面豎向振動(dòng)加速度時(shí)程數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，結(jié)合振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度（PSD），從時(shí)域和頻域上分別對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。引入人工模擬地震波時(shí)程的方法（三角級(jí)數(shù)疊加法），利用傅立葉變換，運(yùn)用M

4、ATLAB編制模擬程序并生成與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)具有相似功率譜密度和幅值的路面振動(dòng)加速度時(shí)程。結(jié)合車(chē)流量分布規(guī)律，建立混合車(chē)流作用下路面振動(dòng)加速度時(shí)程的數(shù)學(xué)模型，模擬二十分鐘內(nèi)混合車(chē)流作用下路面振動(dòng)加速度時(shí)程，并與實(shí)測(cè)加速度時(shí)程數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。
　?。?）利用ANSYS有限元分析軟件，利用實(shí)測(cè)與模擬的加速度時(shí)程對(duì)簡(jiǎn)化的地下空間結(jié)構(gòu)做時(shí)程分析，通過(guò)計(jì)算得到浮置板跨中節(jié)點(diǎn)的豎向位移時(shí)程。結(jié)果表明：在實(shí)測(cè)與模擬加速度時(shí)程作用下，浮置板跨中節(jié)點(diǎn)的