波形鋼腹板橋梁車橋耦合振動(dòng)及沖擊系數(shù)研究.pdf

1、波形鋼腹板箱梁橋是用波形鋼腹板替代混凝土腹板或平鋼腹板的一種新型橋梁結(jié)構(gòu)。這種新型箱梁結(jié)構(gòu)有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如，波形鋼腹板具有較高的抗剪及抗拉能力，徹底解決了混凝土腹板箱梁一直存在的腹板開(kāi)裂問(wèn)題；由于波形鋼在縱向具有褶皺效應(yīng)，使得縱向剛度幾乎為零，減少了對(duì)混凝土頂、底板的徐變、收縮約束，大大的提高了頂、底板中預(yù)應(yīng)力的效應(yīng)等等一些優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者對(duì)這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了很多的靜力方面研究，但是動(dòng)力學(xué)方面一直處于滯后狀態(tài)。本文對(duì)該種結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方面做

2、了一些研究，具體如下所述。
　　推導(dǎo)了并求解車橋耦合振動(dòng)方程。車輛振動(dòng)方程推導(dǎo)首先由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，依次分別為四分之一車輛模型、二分之一二軸車輛模型、二分子一三軸車輛模型、整車三軸車輛模型。將橋梁與車輛作為兩系統(tǒng)來(lái)考慮，對(duì)振動(dòng)方程分開(kāi)建立，并由橋梁和車輪間的接觸點(diǎn)幾何相容條件與力的平衡關(guān)系來(lái)進(jìn)行耦合；由于直接采用橋梁的有限元幾何模型時(shí)計(jì)算自由度多，工作量也增加，為了減少計(jì)算自由度，采用模態(tài)綜合技術(shù)并運(yùn)用Newmark法來(lái)求解方程。

3、r>　　橋面不平度被認(rèn)為是影響車橋耦合振動(dòng)的主要因素之一。本文運(yùn)用諧波疊加法與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)86GB/T7031對(duì)應(yīng)的A、B、C三級(jí)路面不平度的重構(gòu)，并基于數(shù)值計(jì)算軟件MATLAB編制出相應(yīng)的計(jì)算程序。
　　了解橫隔板的布置及數(shù)量對(duì)波形鋼腹板箱梁動(dòng)力特性的影響。利用通用有限元軟件ANSYS建立了五種簡(jiǎn)支箱梁模型，分別為：①無(wú)橫隔板波形鋼腹板箱梁；②三塊跨中橫隔板波形鋼腹板箱梁（橫隔板位置：1/4、1/2及3/4跨）；③兩塊端橫隔板波形鋼

4、腹板箱梁；④五塊橫隔板波形鋼腹板箱梁(橫隔板位置：兩塊端橫隔板及1/4、1/2及3/4跨）。⑤混凝土腹板箱梁。分別提取各模型前十階振動(dòng)特性進(jìn)行對(duì)比分析。為了驗(yàn)證Ansys軟件計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，還分別采用了Midas-Civil軟件對(duì)有關(guān)算例進(jìn)行了分析。
　　以潑和大橋?yàn)楣こ瘫尘埃ㄟ^(guò)ANSYS建立橋梁有限元模型，分析了車輛行駛速度、路面不平順、橋梁阻尼對(duì)橋梁沖擊系數(shù)值的影響?？偨Y(jié)了各國(guó)規(guī)范對(duì)沖擊系數(shù)的定義，得出其相應(yīng)值，并且與數(shù)值