公路弯梁桥的车桥耦合振动分析

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近年来中国的高速公路和城市快速路建设发展迅速,越来越多的城市立交匝道桥、高速公路弯桥修建起来。车辆通过桥梁时能引起桥梁的振动,可能对桥梁结构产生较大的破坏效应。当前对于弯梁桥的车桥耦合研究还不够广泛和深刻,因此有必要开展这一方面的研究。首先,介绍了本文研究的背景和目的、弯梁桥在国内外的应用、车桥耦合的研究历史和公路弯梁桥的研究现状。其次,介绍了车桥耦合研究常用的三种方法,分析了三种方法的异同,并在路面平顺的情况下进行了对比分析,结果表明三种方法计算车桥耦合都具有可靠性。然后,介绍了赤峰英金大桥的桥梁工程概况,以及进行了桥型对比,阐明了选择先简支后连续的预制曲线箱梁桥的优越性。之后,利用有限元仿真软件MIDAS/Civil模拟了车辆通过赤峰英金大桥时产生的影响。将相关的时程分析结果以列表和图文的形式进行了展示,并就其合理性进行了简单的说明。利用MIDAS/Civil得到了桥梁在类似工况下的静力响应。此外,介绍了桥梁冲击系数的计算方法,并利用MIDAS/Civil得到了冲击系数,将静力结果、考虑了冲击系数后的静力结果和时程分析结果列表对比,发现在限速50km/h的情况下,现有规范中关于冲击系数的取值相对保守。最后,介绍了ANSYS移动力模型下的建模和车桥耦合仿真的实现过程。结合ANSYS和MATLAB,绘制了6跨连续弯梁桥前三跨的跨中位移响应随车速的变化曲线,得到弯梁桥车桥耦合的基本规律。与ANSYS移动质量模型进行了对比,更进一步验证了移动力模型结果的准确性,并对车速对跨中挠度的影响进行了总结。将MIDAS计算的结果和ANSYS计算的结果进行了对比分析,发现两者之间的误差较小。
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