【摘 要】
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汽车冲击荷载作用下桥梁结构的动力响应是工程领域比较关注的问题,结构动力响应包括两类问题:波动响应和整体响应,整体响应忽略了扰动在结构中的传递过程,然而对于大跨度复杂桥梁结构来说,扰动的传递过程往往不能被忽略。本文针对复杂桥梁结构中应力波的传力特性展开研究,主要研究工作如下:（1）通过对Euler梁微段进行受力分析,推导出考虑粘结预应力和内阻尼影响的弯曲波动方程,采用Fourier变换进行求解,得到
【基金项目】
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广东省自然科学基金项目（2021A1515012405）; 广州市珠江科技新星项目（201906010009）
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汽车冲击荷载作用下桥梁结构的动力响应是工程领域比较关注的问题,结构动力响应包括两类问题:波动响应和整体响应,整体响应忽略了扰动在结构中的传递过程,然而对于大跨度复杂桥梁结构来说,扰动的传递过程往往不能被忽略。本文针对复杂桥梁结构中应力波的传力特性展开研究,主要研究工作如下:（1）通过对Euler梁微段进行受力分析,推导出考虑粘结预应力和内阻尼影响的弯曲波动方程,采用Fourier变换进行求解,得到完备解的形式;推导了考虑内阻尼影响的预应力梁中弯曲波的相速度及群速度表达式;以一座实桥为工程背景,讨论了粘结预应力和内阻尼对弯曲波群速度的影响,提出了减小传力路径间延时效应的建议。（2）从波阵面的角度简要介绍了应力波在桥梁结构中的传力路径,以简支梁为例,分析了不同传力路径间的时差对应力波的反射、透射及叠加的总效果的影响,最后介绍了斜拉桥、悬索桥及拱桥中应力波的传力路径。（3）以有限差分法为基础,构造了考虑内阻尼影响的等截面梁和连续变截面梁的差分格式,利用Fourier法讨论了差分格式的稳定性条件,并与边界条件和初始条件一起组成了完整的数值算法,主梁-斜拉索组合结构还需考虑主梁-斜拉索连接处位移协调与内力连续,使用Matlab软件编制了相应的计算程序,与有限元软件Abaqus/Explicit和Midas FEA时程分析模块的结果进行对比,验证了算法准确及高效。（4）根据（3）提出的算法,以实际工程为背景,研究了汽车冲击荷载作用下简支梁桥、连续变截面梁桥及主梁-斜拉索组合结构动力响应特点,得到了结构的位移响应及力的传递过程,分析了应力波沿结构特征尺度传递至基础所需时间与冲击荷载持续时间的差别,对比了不同车速及荷载作用位置情况下结构的波动响应与整体响应,讨论了应力波传递的延时效应对动力响应的影响;最后,分析了内阻尼及分段冲击荷载对应力波在结构传递的影响。（5）对一座简支梁实桥进行了跳车实验,在珠海洪鹤大桥则进行了障碍行车实验,通过梁振动信号的采集分析,验证了理论的正确性。
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