连续箱梁桥车桥耦合振动相关问题研究

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连续箱梁桥被广泛应用于城市高架桥、铁路桥梁、大桥引桥等中小跨径桥梁,影响其车桥耦合振动状态的因素值得深入研究。本文主要讨论了轴距跨径比、梁底曲线和支座脱空对连续箱梁桥车桥耦合振动的影响。以厦门快速公交系统(BRT)2号线(同安线)中某段三跨连续箱梁桥为工程背景,选择恰当的分析模型,分析得到了轴距跨径比、梁底曲线和支座脱空对连续箱梁桥车桥耦合振动的影响关系,为其他学者在理论研究、模型选择和工程实践时提供参考数据,本文的主要工作及结论如下:(1)利用Midas Civil有限元仿真软件建立了桥梁实例的二维模型和三维模型,分析得到了其固有频率和振型;编写了基于二分之一车辆模型的Matlab程序,建立了两种基于Midas Civil有限元仿真软件新的车桥耦合振动模型;对比实测数据,自编程序和两种新的振动模型的分析结果均优于Midas Civil传统的单轴移动荷载振动模型。(2)通过模型分析轴距跨径比对连续箱梁桥车桥耦合振动的影响,得出:相同重量的车辆荷载以相同时速加载时,轴距跨径比越大其引起的桥梁跨中最大动挠度越小。并提出了关于车桥耦合振动分析模型选择的建议。(3)通过Midas Civil分别建立了梁底曲线线形为1.5次~4次抛物线的桥梁模型,计算出分别对应的振型与周期,并对不同工况下的跨中动位移进行对比分析,得出:同阶模态下,随着抛物线次方的增加,结构频率整体呈减小趋势,周期整体呈增大趋势;相同速度的移动荷载下,桥梁中跨跨中最大动挠度和振幅随抛物线次方的增加而线性增大。(4)提出了一种新的支座脱空模拟形式,通过建立模型与传统支座脱空模拟形式进行对比,得出:车辆行驶一侧的支座脱空对桥梁的动态响应影响较大;中跨支座脱空对桥梁中跨跨中中心最大动挠度的影响大于边跨支座。
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