基于車橋耦合振動分析的異形鋼拱橋通行舒適度評價(jià).pdf

1、A T h e s i sS u b m i t t e dt oZ h e j i a n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g yf o r t h e D e g r e eo f M a s t e r o f E n g i n e e r i n gE v a l u a t i o no f c o m f o r t l e v e l B a s e d o nV e

2、h i c l e - —b r i d g eC o u p l i n g A n a l y s i sR e s e a r c h f o r S t e e l A r c hB r i d g e w i t hS p e c i a l - ·s h a p eW r i t t e n b yL i n L o n g —M a j o r S u b j e c t ：B r i d g ea n d T

3、u n n e l E n g i n e e r i n gA d v i s o r s ：P r o f ．S h i Y i n gC o l l e g e o f C i v i lE n g i n e e r i n g a n d A r c h i t e c t u r eZ h e j i a n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ，H a n g z h

4、 o u 3 10 0 12 ，C h i n aA p r i l 2 0 1 4摘要車輛通過橋梁時，會影響橋梁的動力特性，同時也會影響橋梁的使用性能。而橋梁由于振動作用也會反過來加劇車輛的振動；鋼橋，尤其是異形鋼拱橋，由于自重輕，跨度大，自身剛度小，所以屬于較柔的體系橋梁，且因?yàn)槠珣B(tài)的特征所以動力性能更加復(fù)雜，這種車橋耦合相互作用的影響程度也尤為明顯；而汽車的平穩(wěn)性是評價(jià)司乘人員舒適性的主要依據(jù)，它反映了汽車振動對司乘人員舒適程度的

5、影響；同時，對城市橋梁而言，汽車通過橋梁時，由于橋梁的振動也會影響行人在橋面上行走的舒適度。因此，開展基于車橋耦合振動分析的異形鋼拱橋行車行人舒適度研究，具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文選取杭州正在建設(shè)的兩座大跨度異形鋼拱橋?yàn)檠芯勘尘?，首先采用有限元軟件A n s y s 建立單自由度的質(zhì)量一彈簧系統(tǒng)來模擬車輛，通過改變彈簧的剛度來實(shí)現(xiàn)不同頻率的車輛，將其作用在橋梁模型上的不同位置上，對車輛和這兩座橋梁進(jìn)行系統(tǒng)的車橋耦合特性分析；然后采用

6、目前較為流行的車橋耦合振動數(shù)值分析方法，即將車輛和橋梁分為兩個子系統(tǒng)，分別建立各自的振動微分方程。車輛運(yùn)動方程的程序采用M a t l a b 進(jìn)行編制，橋梁模型采用有限元軟件A n s y s 進(jìn)行建模。車橋耦合的關(guān)系通過車輪底部和橋面之間始終保持接觸的條件來建立，利用相互迭代的方法進(jìn)行車橋耦合數(shù)值分析，研究了不同橋面等級下不同車速的振動響應(yīng)，在此基礎(chǔ)上編制M a t l a b 程序提取了各種工況下車輛上司乘人員的瞬時振動加速度和振