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《合肥工业大学》 2010年
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大跨度悬索桥计算理论及其车桥耦合振动分析

逄焕平  
【摘要】: 桥梁作为重要的社会基础设施,是抗振防灾研究的重要对象。尤其是大跨度的悬索桥,由于其特殊的重要地位,其车桥耦合动力特性更是我们需要重点研究的课题。 近年来,随着世界经济的发展、技术的进步,高速铁路已经成为世界上最经济、最高效的运输系统。随着车辆行驶速度的提高,车辆与桥梁之间的动力相互作用问题更加的突出,车桥耦合动力相互作用对桥梁及车辆的影响越来越大。之前也有很多学者对这个问题进行了研究,给出了很多的解决方法,但是大都计算复杂,对各种桥型不具有通用性。因此,建立一套通用性好、精度高且使用方便的计算程序具有重大意义。 本文针对目前其它计算方法的不足,在总结和吸收国内外前人研究成果的基础上,针对大跨度悬索桥在移动车辆作用下的车桥耦合振动问题进行了研究。给出了系统的求解车桥耦合振动问题的处理方法,并且对大跨度悬索桥的静力及成桥状态计算给出了详细的计算方法,并编制了相关的程序。本文主要研究内容包括: (1)对大跨度悬索桥的静力计算问题进行了讨论。本文基于挠度理论对悬索桥的静力计算方法进行了推导,在推导过程中考虑了活载二阶非线性项的影响,并验证了算法的正确性。在文中,对加劲梁在主塔处铰接和连续时受温度荷载的影响情况进行了对比研究。 (2)给出了大跨度悬索桥成桥状态的精细化非线性有限元计算方法。本文首先对目前存在的几种确定成桥状态的解析方法进行了回顾,随后推导了基于非线性悬链线索单元的非线性有限元法的计算程式,并给出了详细的计算过程。在文中,采用多个经典算例验证了算法的有效性,并对某跨长江悬索桥的成桥状态进行了计算分析。 (3)对简支梁的经典车桥耦合振动理论进行了回顾。对简支梁在移动力、移动质量、移动单轴车辆、移动双轴车辆作用下的解析计算方法进行了回顾。 (4)对车辆和桥梁动力模型的建立方法进行了详细的研究。文中首先对车辆的基本要素进行了介绍,特别是对刚性连接的处理进行了说明,给出了任意复杂车辆模型的建立方法,并建立了双轴车辆和四轴车辆的动力模型。文中还对大跨度悬索桥动力模型的建立进行了说明。 (5)基于随机理论,给出了路面平整度的模拟方法。文中对几种常见的路面平整度的功率谱密度进行了介绍,给出了基于谐波叠加法模拟路面平整度的计算方法。文中对空间频率范围的取值、取样周期的大小及取样时间步长的确定进行了说明,并给出了详细的计算步骤。最后对几种常见等级路面的路面平整度进行了模拟,并对模拟路面平整度的功率谱与理论功率谱进行了对比验证。 (6)推导了车桥耦合单元,建立了车桥耦合振动的计算方法。本文推导了一般车辆作用下车桥耦合单元,对车桥耦合方程的建立及求解进行了详细的说明。文中还给出了移动质量、移动单轴车辆、移动双轴车辆及移动四轴车辆作用下的车桥耦合单元的影响矩阵。最后验证了本文方法的有效性并对某跨长江悬索桥在移动卡车、移动列车作用下的动力响应进行了求解。 (7)给出了地震作用下的车桥耦合振动问题的计算方法。本文对地震作用下的车桥耦合振动方程进行了推导,并对某跨长江悬索桥在地震作用下的车桥耦合振动问题进行了研究。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U441.3

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【参考文献】
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1 范俊杰,夏禾,王小文,彭华;高速轨道的动力分析与结构模式[J];北方交通大学学报;1996年02期
2 夏禾,阎贵平,陈英俊;列车一斜拉桥系统在风载作用下的动力响应[J];北方交通大学学报;1995年02期
3 王庆波,汪胜,许克宾,夏禾;高速铁路连续梁桥动力响应分析[J];北方交通大学学报;1997年04期
4 黄维平,强士中;大跨度悬索桥环境振动的双向TMD控制[J];地震工程与工程振动;1999年01期
5 何发礼,李乔;曲率和超高对曲线梁桥车桥耦合振动的影响[J];桥梁建设;1999年03期
6 李小珍,强士中,沈锐利;高速列车-大跨度钢斜拉桥空间耦合振动响应研究[J];桥梁建设;1998年04期
7 马坤全,曹雪琴,朱金龙;列车通过抢修高墩横向振动随机分析[J];铁道学报;1998年01期
8 夏禾,陈英俊,张煅,柯在田;列车提速情况下铁路双线简支钢桁梁动力响应分析[J];铁道学报;1996年05期
9 曹雪琴,陈晓;轮轨蛇行引起桥梁横向振动随机分析[J];铁道学报;1986年01期
10 曾庆元,杨平;形成矩阵的“对号入座”法则与桁梁空间分析的桁段有限元法[J];铁道学报;1986年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵雷;结构稳定分析方法的研究[J];四川建筑科学研究;1997年03期
2 刘纪陆;利用分段Lagrange插值函数求解梁的强迫振动[J];四川建筑科学研究;2000年04期
3 刘纪陆;利用Birkhoff多项式求解结构动力响应的新方法[J];四川建筑科学研究;2001年04期
4 朱金国,肖玉德;悬索桥主缆的静力分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2003年01期
5 赵青;移动车辆荷载作用下梁桥的冲击系数研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期
6 赵青,干非;梁桥在多辆车辆荷载作用下的振动分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年01期
7 沈小璞,陈荣毅,沈鹏程;基于状态空间理论的结构动力响应解法[J];安徽建筑;1996年Z1期
8 朱金国,陈宣民;频率法测定拉索索力[J];安徽建筑;2003年02期
9 刘建坤,刘奉喜,房建宏;青海热水煤矿多年冻土区列车引起的地面振动检测与模拟[J];冰川冻土;2004年02期
10 王逢朝,夏禾,张鸿儒;地铁列车振动对邻近建筑物的影响[J];北方交通大学学报;1999年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苏靖;夏禾;张楠;;铁路钢板梁桥横向加固研究[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2001年
2 曾庆元;;弹性系统动力分析的位移变分法[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年
3 李小珍;强士中;;列车~桥梁耦合动力学研究的现状与发展趋势[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年
4 夏禾;张楠;;列车提速引起的桥梁振动及减振措施——第十二届全国结构工程学术会议特邀报告[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年
5 张永乐;杨建超;唐德高;;爆炸冲击震动下浮放设备的抛离分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
6 刘哲;彭俊生;;利用超单元法研究双塔结构的自振特性[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
7 胡隽;吴海林;;PC斜拉桥的稳定性分析[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2000年
8 吴小俊;王德禹;;正压冲固海洋平台地震瞬态响应分析[A];第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集[C];2005年
9 向俊;曾庆元;;列车脱轨分析理论与应用研究简介[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(下册)[C];2005年
10 刘枫;;一种新型结构形式——高架车站结构动力分析[A];第十届空间结构学术会议论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯星梅;中小跨度铁路桥梁横向振动模拟及适应快速行车结构型式的研究[D];铁道部科学研究院;2000年
2 盛兴旺;预应力混凝土斜交箱形梁分析理论与试验研究[D];中南大学;2000年
3 张格明;中高速条件下车红桥动力分析模型与轨道不平顺影响[D];铁道部科学研究院;2001年
4 赵冬;密肋壁板轻框结构受力性能分析及计算方法研究[D];西安建筑科技大学;2001年
5 黄弘读;采用虚拟层合单元法分析钢筋混凝土结构的极限承载能力[D];浙江大学;2001年
6 周晓峰;巨型钢框架结构的静力、抗震和抗风分析[D];浙江大学;2001年
7 许峰;动载荷识别若干前沿理论及及应用研究[D];南京航空航天大学;2002年
8 蔡金标;大跨度悬索桥空间分析的组合单元法[D];浙江大学;2002年
9 罗雄;利用短期实际风速记录模拟极值风速及桥梁时域抖振分析[D];西南交通大学;2002年
10 李亚琦;电瓷型高压电气设备体系抗震性能分析[D];中国地震局地球物理研究所;2002年
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1 伍晓顺;索杆张力结构的施工成型和平面连杆机构的运动形态分析[D];浙江大学;2006年
2 吕毅刚;高墩大跨桥梁几何非线性及稳定性有限元分析[D];长沙理工大学;2004年
3 刘万锋;粘性剪切型阻尼器在斜拉桥拉索减振中的研究[D];长安大学;1999年
4 杨迪雄;空间非对称框架结构的控震研究[D];西安理工大学;2000年
5 梅葵花;悬索桥主缆施工监控的研究[D];长安大学;2000年
6 马冬霞;悬跨海底管线动力反应分析和振动控制理论研究[D];大连理工大学;2000年
7 刘京红;三层网架的静动力分析[D];河北农业大学;2001年
8 孙胜江;悬索桥钢箱梁吊装施工监控研究[D];长安大学;2001年
9 韩景泉;吉林九站松花江特大桥主桥动态特性的理论分析与试验研究[D];东北林业大学;2001年
10 陶海;混凝土简支梁桥承载力评估[D];东北林业大学;2001年
【同被引文献】
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1 刘献栋,邓志党,高峰;公路路面不平度的数值模拟方法研究[J];北京航空航天大学学报;2003年09期
2 李小珍,强士中;列车-桥梁耦合振动研究的现状与发展趋势[J];铁道学报;2002年05期
3 李小珍,马文彬,强士中;车桥系统耦合振动分析的数值解法[J];振动与冲击;2002年03期
4 李小珍,强士中;大跨度公铁两用斜拉桥车桥动力分析[J];振动与冲击;2003年01期
5 唐光武,贺学锋,颜永福;路面不平度的数学模型及计算机模拟研究[J];中国公路学报;2000年01期
6 赫丹;向俊;郭高杰;孔凡兵;曾庆元;;砂浆刚度和阻尼对高速列车-板式轨道时变系统竖向振动的影响[J];铁道科学与工程学报;2006年03期
7 娄平,曾庆元;移动荷载作用下连续粘弹性基础支承无限长梁的有限元分析[J];交通运输工程学报;2003年02期
8 向俊,曾庆元,周智辉;桥上列车脱轨的力学机理、能量随机分析理论及其应用[J];铁道学报;2004年02期
9 娄平,曾庆元;车辆-轨道-桥梁系统竖向运动方程的建立[J];铁道学报;2004年05期
10 梁波;罗红;孙常新;;高速铁路振动荷载的模拟研究[J];铁道学报;2006年04期
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1 姚京川;浮置板式轨道结构理论与仿真计算分析及试验研究[D];铁道部科学研究院;2003年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李小珍,强士中;悬索桥主缆空缆状态的线形分析[J];重庆交通学院学报;1999年03期
2 曾庆元;;拱桥侧倾稳定计算的有限元法[J];铁道科学与工程学报;1982年02期
3 郭文华,曾庆元;高速铁路多跨简支梁桥横向振动随机分析[J];长沙铁道学院学报;1997年01期
4 袁行飞,董石麟,浙江大学土木系!杭州,310027;二节点曲线索单元非线性分析[J];工程力学;1999年04期
5 杨孟刚,陈政清;两节点曲线索单元精细分析的非线性有限元法[J];工程力学;2003年01期
6 李国豪;桁梁桥空间内力、稳定、振动分析[J];中国科学A辑;1978年06期
7 潘永仁,范立础;悬链线单元在悬索桥主缆下料长度计算中的应用[J];结构工程师;1998年03期
8 肖汝诚,林平;计算结构力学在桥梁结构施工设计与施工控制中的应用[J];计算力学学报;1993年01期
9 陈淮,郭向荣,曾庆元;大跨度斜拉桥动力特性分析[J];计算力学学报;1997年01期
10 马坤全,曹雪琴;列车通过高墩连续梁桥横向振动分析[J];上海铁道大学学报;1994年01期
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1 邱文亮;自锚式悬索桥非线性分析与试验研究[D];大连理工大学;2004年
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1 ;世界斜拉桥、悬索桥及跨海大桥十大排行榜[J];科技导报;2011年09期
2 张新军,项海帆,陈艾荣;大跨度悬索桥三维颤振的非线性分析[J];土木工程学报;2002年05期
3 田越;;大跨度悬索桥主缆弯曲应力试验研究[J];钢结构;2009年05期
4 何惟煌;;大跨度悬索桥损伤识别方法研究[J];山西建筑;2010年14期
5 周永;;大跨度悬索桥施工技术应用研究[J];科技传播;2010年14期
6 余华;吴定俊;;Hermite插值在车桥耦合振动中的应用[J];振动与冲击;2006年02期
7 刘舒;王宗林;王淑涛;;车速对大跨度钢管混凝土拱桥车桥耦合振动的影响分析[J];交通科技与经济;2006年03期
8 张新军;应磊东;;应用碳纤维缆索的大跨度悬索桥抗风稳定性研究[J];土木工程学报;2006年12期
9 高峰;许敏;;采用偏心质量法提高悬索桥颤振稳定性的二维研究[J];四川建筑;2007年03期
10 费继飚;陈如良;陈建堂;;在大跨度悬索桥上应用碳纤维(CFRP)索的静力学分析[J];黑龙江科技信息;2008年05期
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1 丁勇;谢旭;黄剑源;;考虑桥面板局部振动的全有限元车桥耦合振动分析[A];第十九届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C];2010年
2 葛耀君;;大跨度悬索桥的跨径极限与抗风挑战[A];中国铁道学会2009年度优秀学术论文评选一等奖论文[C];2010年
3 高芒芒;许兆军;熊建珍;;既有线常用跨度简支梁桥的车桥耦合振动分析研究[A];工程设计与计算机技术:第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2010年
4 徐国彬;高日;;新型网架悬索桥的研究[A];第六届空间结构学术会议论文集[C];1996年
5 葛耀君;杜柏松;项海帆;;超大跨度悬索桥的结构动力计算模型[A];第十三届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2004年
6 钱冬生;;国外大跨度悬索桥概述[A];全国索结构学术交流会论文集[C];1991年
7 徐国彬;高日;;新型网架悬索桥[A];全国桥梁结构学术大会论文集(上册)[C];1992年
8 王永刚;潘家英;程庆国;;大跨度铁路桥梁车振的TLD控制探讨[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十三届年会论文集(下册)[C];1998年
9 戴利民;;大跨度预应力混凝土箱梁悬索桥可行性探讨[A];全国桥梁结构学术大会论文集(上册)[C];1992年
10 金伟良;陆文发;;“北大”友谊桥的动力分析[A];中国土木工程学会市政工程专业委员会第一次城市桥梁学术会议论文集[C];1987年
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1 隋业辉;跨越天堑[N];中国水运报;2009年
2 王涵 本报记者 黄诚克;科学施工加快坝陵河大桥建设进程[N];贵州日报;2009年
3 本报记者 徐世贤 罗长遵;用科学发展观建造一座绚丽多姿的七彩长虹[N];经济信息时报;2008年
4 本报记者 韩金池;营销“八法”铺就成功之路[N];中国机电日报;2001年
5 曹战锋 张建友;皇冠上的明珠[N];科技日报;2003年
6 本报记者 凌维 通讯员 秦国宝;守信用十五载 创效益四十亿[N];中国机电日报;2002年
7 曹战锋;索山大桥总体施工技术水平达到国内领先[N];中国铁道建筑报;2004年
8 徐宝林;中国钢桥名扬世界[N];人民日报海外版;2004年
9 本报记者 傅洛炜;确保高速列车安全通过桥梁[N];人民铁道;2010年
10 中国铁道学会;中国铁道学会2009年度优秀学术论文颁奖决定[N];人民铁道;2010年
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1 逄焕平;大跨度悬索桥计算理论及其车桥耦合振动分析[D];合肥工业大学;2010年
2 崔圣爱;基于多体系统动力学和有限元法的车桥耦合振动精细化仿真研究[D];西南交通大学;2009年
3 胡俊;大跨度悬索桥现场实测数据、风雨激励响应及风振疲劳研究[D];大连理工大学;2012年
4 蒋培文;公路大跨径连续体系桥梁车桥耦合振动研究[D];长安大学;2012年
5 张凯;跨座式单轨交通曲线梁桥车桥耦合振动分析[D];北京交通大学;2012年
6 张鹤;交通荷载作用下桥梁振动与噪声问题研究[D];浙江大学;2010年
7 邓子铭;新长沙站结构振动分析与振动控制研究[D];中南大学;2010年
8 蔡金标;大跨度悬索桥空间分析的组合单元法[D];浙江大学;2002年
9 唐茂林;大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发[D];西南交通大学;2003年
10 李军强;演变随机响应问题的统一解法及应用[D];西北工业大学;2000年
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1 孔树清;公路钢箱梁车桥耦合振动的精细化有限元分析[D];宁波大学;2011年
2 郑亮;高墩大跨桥梁车桥耦合振动模型试验研究[D];长安大学;2011年
3 邹岩;京津铁路桥的车桥耦合振动研究[D];天津大学;2010年
4 邑强;基于车桥耦合振动分析的公路桥梁损伤识别方法研究[D];天津大学;2012年
5 吴世曾;地震作用下公路桥梁的车桥耦合振动分析[D];重庆交通大学;2012年
6 雷霜;车—桥耦合系统的振动响应分析与主动控制[D];西安理工大学;2010年
7 刘洋;公路斜拉桥车桥耦合振动及行车舒适度分析[D];中南大学;2012年
8 张仁琴;地震作用下公轨两用悬索桥车桥耦合振动研究[D];中南大学;2012年
9 韩兴;鸭池河桥的车桥耦合振动研究[D];西南交通大学;2011年
10 肖遥;基于耦合方法的公路简支梁桥车桥耦合振动[D];湖南大学;2012年
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