公路橋梁在行車(chē)荷載作用下的振動(dòng)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，公路交通運(yùn)輸在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中的地位顯得越來(lái)越重要。由于現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)向著高墩大跨、薄輕細(xì)長(zhǎng)的方向發(fā)展，所以對(duì)于由車(chē)輛荷載引起的公路橋梁振動(dòng)響應(yīng)問(wèn)題的研究，就變得尤為突出，已經(jīng)成為當(dāng)前重要的課題。在這方面雖然已經(jīng)進(jìn)行了大量的理論研究和試驗(yàn)分析，但還是存在一些問(wèn)題。本文在對(duì)以往前人得出的理論研究成果進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)公路橋梁的振動(dòng)響應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行了更深入的研究。主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1.綜述了解決橋梁車(chē)致振動(dòng)問(wèn)

2、題的早期計(jì)算方法(由于在其理論范圍內(nèi)，計(jì)算方法簡(jiǎn)便，并具有一定的精確度，目前仍在使用)和現(xiàn)代有限元理論方法。指出目前所使用的方法在數(shù)學(xué)模型的建立和計(jì)算效率方面的不足。對(duì)文中所要用到的大型有限單元計(jì)算軟件ANSYS進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。重點(diǎn)講述了它的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析模塊，以及在求解離散化結(jié)構(gòu)振動(dòng)微分方程時(shí)所采用的Newmak法。 2.在考慮橋面平整度和車(chē)輛行駛速度兩種因素的共同作用下，將橋梁一車(chē)輛系統(tǒng)簡(jiǎn)化為梁-移動(dòng)荷載模型，應(yīng)用達(dá)朗貝爾原

3、理，推導(dǎo)出耦合振動(dòng)的方程，對(duì)橋梁的車(chē)致振動(dòng)位移響應(yīng)的問(wèn)題進(jìn)行了討論分析，并指出這種方法的局限性。 3.應(yīng)用逐步積分法理論，基于大型有限元計(jì)算軟件ANSYS，提出了一種解決車(chē)橋耦合振動(dòng)問(wèn)題的新的計(jì)算方法。采用不同的單元類(lèi)型、荷載步長(zhǎng)和計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算，并與目前所采用的計(jì)算方法進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明這種新耦合法精度可靠，在求解大型橋梁的車(chē)橋耦合振動(dòng)問(wèn)題時(shí)，計(jì)算速度更快。 4.采用本文提出的車(chē)橋耦合計(jì)算方法，研究了一實(shí)際的連續(xù)剛構(gòu)