城市道路交通荷載振動測試及模擬.pdf

1、城市交通誘發(fā)道路及周邊結(jié)構(gòu)的振動問題，時刻都引起業(yè)內(nèi)研究者的廣泛關(guān)注。結(jié)構(gòu)振動的幅值雖小，但持續(xù)時間長，并且對人體的健康及建筑結(jié)構(gòu)本身的安全問題有一定影響。因此，對交通荷載作用下道路振動的研究具有重要的科學(xué)意義及工程應(yīng)用價值。為真實模擬交通荷載作用下路面振動加速度時程，本文對廣州番禺區(qū)萬博中心附近的市政道路進行交通量調(diào)查及路面振動實測。分析車速、車型及車流情況對路面振動的影響，對路面振動加速度信號進行模擬；利用加速度信號作為輸入，對地下

2、空間結(jié)構(gòu)進行動力時程分析。本文具體研究內(nèi)容如下：
　　（1）本文把所有車型分為小汽車、小貨車、大貨車和公交車四類；并對采集得到的車流量樣本數(shù)據(jù)做簡單的離散，以時間序列作為自變量，每二十分鐘統(tǒng)計一次特定車型的數(shù)量。將得到的車流量統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行進一步的分析，建立高斯混合模型，分析并得到各類車型的均值和方差，利用實測數(shù)據(jù)計算得到車流量概率分布函數(shù)的參數(shù)。利用 MATLAB數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對車流量進行模擬，通過概率分布函數(shù)生成相應(yīng)的隨機數(shù)。設(shè)

3、定相應(yīng)的置信區(qū)間，綜合考慮觀測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計區(qū)間，去除發(fā)生概率較小的極大值與極小值，即可得到符合實際情況的車流量。在車流量模擬中充分考慮了隨機過程的分布函數(shù)，為混合車流作用下路面振動加速度時程的模擬提供可靠的理論依據(jù)。
　?。?）對單一車型和混合車流作用下路面豎向振動加速度時程數(shù)據(jù)進行采集，結(jié)合振動信號的功率譜密度（PSD），從時域和頻域上分別對采集的數(shù)據(jù)進行分析。引入人工模擬地震波時程的方法（三角級數(shù)疊加法），利用傅立葉變換，運用M

4、ATLAB編制模擬程序并生成與實測數(shù)據(jù)具有相似功率譜密度和幅值的路面振動加速度時程。結(jié)合車流量分布規(guī)律，建立混合車流作用下路面振動加速度時程的數(shù)學(xué)模型，模擬二十分鐘內(nèi)混合車流作用下路面振動加速度時程，并與實測加速度時程數(shù)據(jù)進行對比分析。
　?。?）利用ANSYS有限元分析軟件，利用實測與模擬的加速度時程對簡化的地下空間結(jié)構(gòu)做時程分析，通過計算得到浮置板跨中節(jié)點的豎向位移時程。結(jié)果表明：在實測與模擬加速度時程作用下，浮置板跨中節(jié)點的