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公路车辆与桥梁耦合振动分析研究

张洁  
【摘要】: 随着国民经济和交通运输事业的迅速发展,公路交通量不断增加,公路桥梁负荷日趋加重;同时桥梁结构向着大跨和轻柔方向发展。这样使得公路桥梁的动力响应越来越多地制约着桥梁的安全和使用。因此,关于公路桥梁在移动汽车荷载作用下的动力响应的研究受到桥梁工程师的广泛关注。 作者在阅读了大量相关文献的基础上归纳了目前公路车桥耦合振动的主要研究方法和研究成果。同时对本文涉及到的结构动力学内容作了简要的介绍。 基于刚体动力学和车辆动力学假设,推导了整车、半车和四分之一车辆模型的运动方程。路面不平顺作为对车辆的重要激励之一,是公路车桥耦合振动研究的一个重要内容,本文采用三角谐波叠加法,模拟了按国家标准等级划分的A、B和C级路面的不平顺。 文中将桥梁和车辆视为两个系统,通过车轮和桥面接触处的几何协调条件和力的平衡条件将两者联系起来。采用分离迭代法求解车桥系统方程并使用FORTRAN语言,自行编制了求解程序。 本文以柏溪金沙江桥为背景,利用编写的程序进行了分析计算,并将计算结果和试验获得的数据进行了比较,比较结果证明程序是正确可行的。在此基础上,分析了车速、轴重、车辆间距、车道数目及路面不平顺等因素对桥梁动力响应的影响,得到了一些结论,可为进一步研究公路车桥的耦合振动提供参考数据和理论参考。


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