【摘 要】
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钢-混组合梁结构发挥了两种材料的优点,具有较好的综合效应,已在全世界桥梁建设中取得了广泛的应用。近年来,随着超高性能混凝土（UHPC）材料的兴起,钢-超高性能混凝土组合结构的桥梁工程实践逐渐增多,但关于钢-UHPC组合梁桥车桥动力性能竖向振动方面的研究并不多见。本文以钢-混组合结构桥梁为研究对象,研究了车辆通过该类组合桥梁的竖向振动问题。主要完成了以下工作:（1）基于组合梁理论和有限单元法原理,分
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钢-混组合梁结构发挥了两种材料的优点,具有较好的综合效应,已在全世界桥梁建设中取得了广泛的应用。近年来,随着超高性能混凝土（UHPC）材料的兴起,钢-超高性能混凝土组合结构的桥梁工程实践逐渐增多,但关于钢-UHPC组合梁桥车桥动力性能竖向振动方面的研究并不多见。本文以钢-混组合结构桥梁为研究对象,研究了车辆通过该类组合桥梁的竖向振动问题。主要完成了以下工作:（1）基于组合梁理论和有限单元法原理,分别考虑界面滑移影响、同时计入界面滑移和下层结构剪切变形的影响,详细推导了两种组合梁模型的梁单元刚度和质量矩阵,编制了相应的计算程序,并通过算例验证其正确性。（2）推导了公路五轴铰接式货车车辆模型、公路两轴车辆模型、铁路四轴车辆模型的车辆矩阵;自编编制程序模拟计算了路面随机不平顺样本。结合车桥耦合振动理论与推导的组合梁单元模型,采用MATLAB软件编制了可用于公路和铁路组合结构桥梁的车桥动力相互作用分析程序,采用文献的算例验证了自编程序正确性。（3）应用编制程序完成了一座钢-UHPC轻型组合连续梁桥和简支梁桥的车桥竖向动力分析。计算了车载作用下轻型组合梁桥的动力响应和冲击系数,结果表明:车辆类型、路面等级、车速均是该类组合梁桥冲击系数的重要影响因素。（4）应用编制程序进行一座公路钢-UHPC组合梁斜拉桥的自振特性分析,与基于Midas/Civil建立模型的结果对比,各阶振动频率结果吻合良好;计算了单辆车作用下斜拉桥的动力响应,发现界面剪切刚度的变化对该斜拉桥动力响应影响很小;计算了车队作用下斜拉桥的动力响应,发现当车队的间距和车速满足一定条件时,可能引起该斜拉桥第一阶振型共振;分析计算了斜拉桥主梁位移和拉索索力的冲击系数,发现短索的冲击系数较大。
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