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刚构—连续梁组合体系冲击系数分析方法研究

史奇彬  
【摘要】: 目前对于大跨径的复杂桥型冲击系数研究仍处于探索阶段,尤其是对刚构-连续梁组合体系桥梁冲击系数的研究较少。中外学者对冲击系数的研究大多仅限于单因素的影响分析。《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中冲击系数计算公式仅考虑结构基频惟一因素,并没有考虑车辆的动力性能及路面的不平整度等因素。因此,研究刚构-连续梁组合体系的冲击系数具有重要的理论意义与工程实用价值。 本文以陕西某刚构-连续梁组合体系为依托工程,建立了4跨~6跨墩脚固结和桩土耦合作用六种主要桥梁分析模型,考虑3轴二系悬挂弹簧车辆模型,通过正交试验分析,对其展开了冲击系数的敏感性参数研究。共分为24种工况,考虑了车桥频率比、路面不平整度、车体质量、桥梁跨数、行车速度、车辆行驶方式、桥梁刚度、车辆阻尼比和下部结构计算模型这9个影响因素,给出了影响该桥主梁控制截面挠度、弯矩和主墩控制截面水平位移、弯矩冲击系数的敏感性参数及其最大值的参数组合。在此基础上,通过最大值参数组合工况的计算分析,绘制了该桥的冲击系数最大值包络曲线,给出了刚构-连续梁组合体系的冲击系数范围。分析表明,车辆行驶速度、桥梁结构频率和桥面不平度是该类桥梁冲击系数的主要影响因素。以路面不平整度为分项标准,车速和桥梁频率为自变量,通过回归分析,首次给出了针对A、B、C三种路面等级的刚构-连续梁组合体系主梁和主墩冲击系数近似计算公式,并用该公式与各国规范进行了对比分析。 其研究结论可供该类桥梁的设计参考,也可为其他桥梁动力特性分析提供借鉴。


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