收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

混凝土连续曲线梁桥在车辆荷载作用下的动力响应研究

黄新艺  
【摘要】: 近年来随着我国公路建设和城市道路交通的快速发展,曲线梁桥被广泛应用于高速公路的跨线互通、大跨桥梁的桥头引道和大型立体交叉中,其中多数为混凝土曲线梁桥。曲线梁桥的静力计算理论在过去的几十年中取得了长足的发展,但对混凝土曲线梁桥的动力行为研究甚少,认识也不够深入,对混凝土曲线梁桥的动力设计尚无明确的依据可循。我国的曲线梁桥汽车荷载冲击系数的取值目前仍普遍采用直线梁桥的研究成果,对其合理性缺少足够的研究。因此,开展曲线梁桥的动力行为研究对完善曲线梁桥的结构设计理论、规范冲击系数的取值方法、养护管理和寿命评估具有重要的意义。曲线梁桥受力弯扭耦合作用效应明显,实际工程中多采用抗弯扭刚度大的箱形截面。为此,本文以曲线箱形桥梁为对象,对其动力特性及车辆荷载作用下的动力行为开展理论和试验研究,主要研究成果如下: 1、基于剪力柔性梁格理论,充分考虑翘曲刚度和转动惯量的影响,对已有的计算模型进行改进,提出了适于曲线梁桥动力分析的三梁式模型,通过环境振动测试和实体模型的动力分析结果验证了模型的可靠性。在此基础上,基于通用软件ANSYS,采用12自由度的空间3轴车辆模型,联合采用空间梁单元和质量单元、弹簧阻尼单元对车辆和桥梁模型进行离散,分别建立车辆和桥梁的有限元模型,综合考虑离心力、桥面不平度及其速度项的影响,提出了一种简便的求解曲线梁桥车桥耦合振动响应的数值分析方法,并通过桥梁的动载试验结果验证了该方法的有效性和实用性。 2、应用前面提出的模型和方法研究了单车荷载作用下,桥面不平度、曲率半径、车辆行驶偏心、轮胎的刚度和阻尼、桥梁结构阻尼比、桥梁跨数、主梁的支承类型和桥梁纵坡等多个针对曲线梁桥主要特征的参数对的桥梁的内力、位移和墩柱动力响应的影响,计算了相应工况的动力放大系数并进行了比较分析。随后研究了横向加载车道数、纵向加载车辆数、车头间距和车速对车队荷载作用下桥梁动力响应的影响。分析结果为桥梁分析实例的选择、分析和曲线梁桥冲击系数公式的确定提供了重要的参考依据。 3、在考虑随机桥面不平度及其速度项影响的基础上,根据d’Alembert原理推导了车辆由于加、减速阻力的影响而产生的荷载转移和制动力分配的具体表达式,并在变速行驶车辆-桥梁耦合振动分析中给予了考虑。基于前文提出的方法,采用变化的时间步长和车速,研究了制动力上升时间和车辆制动位置对制动过程中桥梁动力响应的影响,以及加速行驶车辆以不同初速度和加速度通过桥梁时对桥梁的动力响应和冲击效应的影响。结果表明了车辆变速行驶对车桥耦合振动响应有较大影响。 4、根据大量混凝土连续曲线梁桥实例的车桥耦合振动分析结果,采用取上界包络线的方法给出了不同桥面等级下桥梁不同位置的冲击系数与圆心角和结构竖向弯曲振动基频的函数关系。统计分析结果表明,桥梁不同位置的内力、位移和支座反力的冲击系数差别很大,为此分别给出了不同关键截面的内力和位移的冲击系数计算公式。曲线梁桥冲击系数随着圆心角和竖向弯曲振动基频的增大而减小,与我国现行桥梁设计规范中所给的直线梁桥冲击系数-基频的关系恰好相反,因此采用现行规范进行跨度较大的曲线梁桥动力设计是偏于不安全的。文中给出的冲击系数公式可为曲线梁桥的动力设计和运营维护提供参考。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 罗云丰;孟阳君;;双曲拱桥的车桥耦合振动试验研究[J];湖南城市学院学报(自然科学版);2010年04期
2 王树兰;唐光武;;拱桥车桥耦合振动的研究[J];交通标准化;2009年01期
3 桂水荣;陈水生;任永明;;先简支后连续梁桥车辆冲击系数影响因素研究[J];公路交通科技;2011年05期
4 施颖;宋一凡;孙慧;周新平;;基于ANSYS的公路复杂桥梁车桥耦合动力分析方法[J];天津大学学报;2010年06期
5 丁南宏;钱永久;林丽霞;吴亚平;;双链式悬索桥在单车荷载下的振动特征[J];振动与冲击;2010年07期
6 桂水荣;陈水生;;基于不同计算模型的Ⅰ形组合板-梁桥车辆冲击系数对比研究[J];中外公路;2011年01期
7 黄海燕;谢旭;吴冬雁;;PC部分斜拉桥动力冲击系数研究[J];华东公路;2011年02期
8 桂水荣;陈水生;;基于不同计算模型的Ⅰ形组合板—梁桥车辆冲击系数对比研究[J];公路;2011年05期
9 丁南宏;林丽霞;吴亚平;;双链式悬索桥车-桥系统的动力特性[J];兰州理工大学学报;2010年01期
10 蒋培文;贺拴海;宋一凡;周勇军;王凌波;;大跨径连续梁多工况车桥耦合振动规律分析[J];武汉理工大学学报;2011年07期
11 蒋培文;贺拴海;王凌波;;车辆相互作用对连续梁车桥耦合振动影响分析[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2011年08期
12 王贵春;章长玖;陈淮;;公路简支梁桥在车桥耦合作用下的冲击系数研究[J];铁道建筑;2011年09期
13 蒋培文;贺拴海;宋一凡;王凌波;;桥面局部凹陷时的连续梁车桥耦合振动分析[J];武汉理工大学学报;2011年02期
14 郑翀;吴定俊;;大跨度公路、轨道交通两用桥列车走行性及合理刚度探讨[J];城市轨道交通研究;2008年02期
15 姜天华;霍凯成;;天兴洲长江大桥列车走行性分析[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2009年03期
16 殷立辉;田春竹;;车桥耦合系统桥面破损动力效应分析[J];黑龙江水专学报;2009年04期
17 崔圣爱;祝兵;;客运专线大跨连续梁桥车桥耦合振动仿真分析[J];西南交通大学学报;2009年01期
18 朱素红;;考虑车桥耦合非线性振动的冲击效应[J];南昌工程学院学报;2011年03期
19 松浦章夫 ,周德珪;高速铁路上桥梁动力性能的研究[J];世界桥梁;1980年02期
20 贾艳敏,杨艳敏;齐齐哈尔嫩江公路大桥动载试验研究[J];公路交通科技;2000年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 桂水荣;陈水生;;先简支后连续梁桥冲击系数影响因素研究[A];第十九届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C];2010年
2 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
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 魏金波;李国强;;钢索索力检测综述[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年
5 黄东洲;;钢管混凝土拱桥冲击系数的实用计算方法[A];第十六届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C];2004年
6 张期星;陈水生;;连续梁桥汽车冲击系数试验及数值研究[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年
7 张雪枫;董永义;;合理确定缓冲装置制动力及其检验方法[A];第十一届全国煤矿自动化学术年会论文专辑[C];2001年
8 满洪高;朱增奇;;简支梁桥车辆冲击系数的研究[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2000年
9 吴冲;;汽车荷载作用下三跨度变截面连续梁桥的挠度响应及冲击系数[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第九届年会论文集[C];1990年
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄新艺;混凝土连续曲线梁桥在车辆荷载作用下的动力响应研究[D];哈尔滨工业大学;2008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 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
4 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
5 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
6 殷新锋;汽车荷载作用下梁式桥与斜拉桥的动态响应分析[D];湖南大学;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 夏超逸;撞击荷载作用下车桥系统的动力响应及高速列车运行安全研究[D];北京交通大学;2012年
9 张丽芳;基于流动性的投资者交易策略研究[D];上海交通大学;2008年
10 王少钦;风及列车荷载作用下大跨度桥梁振动响应研究[D];北京交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 章长玖;公路桥梁车桥耦合振动分析[D];郑州大学;2010年
2 任永明;公路桥梁车桥耦合振动模型试验研究[D];华东交通大学;2011年
3 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
4 米静;车桥耦合振动对双层钢桁桥的冲击作用研究[D];长安大学;2011年
5 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
6 胡秀月;公路高墩大跨连续刚构桥车桥耦合振动研究[D];西南交通大学;2010年
7 陈亚戈;地震作用下大跨度斜拉桥车桥耦合振动分析[D];北京交通大学;2010年
8 赵盛民;基于车桥耦合振动的刚架拱桥加固效果评价研究[D];长安大学;2011年
9 柴小鹏;公路斜拉桥车桥耦合振动分析[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 赵辉;基于LS-DYNA公路桥梁车桥耦合振动响应研究[D];华东交通大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 清源;斜坡上的制动力与提升力[N];楚雄日报(汉);2005年
2 本报记者  管学军;菱帅刹车不合格 车主要求东南召回[N];中国工业报;2006年
3 李治国;浦东:综合配套改革为发展创造体制动力[N];经济日报;2007年
4 张暑曦;什么是——ABS EBD ESP[N];重庆日报;2003年
5 东南;怎样认识汽车制动系统的检测[N];中国工业报;2006年
6 栏目主持 清冰;刹车系统全接触[N];当代汽车报;2005年
7 沈新华;制动辅助系统:让你更安全[N];解放日报;2003年
8 本报记者  管学军;东南菱帅刹车问题被提交质监局[N];中国工业报;2006年
9 向杰;中国汽车何时更安全?[N];科技日报;2008年
10 本报记者 宋凤珠;“30米制动”的技术揭密[N];中国汽车报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978