富山赣江特大桥车桥耦合振动响应及冲击系数研究

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1、分类号______________________________密级___________公__开_________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文富山赣江特大桥车桥耦合振动响应及冲击系数研究学位申请人：付仂学科专业：桥梁与隧道工程指导教师：陈水生教授答辩日期：2018年5月31日独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的

2、研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。本人签名____________导师签名__________日期___________摘要富山赣江特大

3、桥车桥耦合振动响应及冲击系数研究摘要波形钢腹板组合箱梁桥因其能够显著减小箱梁自重，提高预应力效率，简化施工步骤，且还能有效减少腹板开裂问题而得到广泛的应用。车桥动力作用一直以来是造成公路桥梁在使用期限内局部疲劳破坏，降低桥梁承载能力的主要原因，但是对于波形钢腹板箱梁桥的研究主要集中在静力学性能上，对于大跨度波形钢腹板组合箱梁桥的车桥耦合振动响应研究较少，因此，大跨度波形钢腹板箱梁桥的车桥耦合振动响应研究具有重要意义。本文在振动理论的基础上推导了三轴整车车辆方程和桥梁方程，通过车轮与桥面接触位置的边界条件及相互作用力建立车桥耦合方程。采用三角级数叠加法对路面不平顺进行数值模拟，

4、用Newmark-β时域积分法对车桥耦合模型进行动力响应求解。根据提出的方法，以富山赣江特大桥为背景，采用ANSYS和ETABS两种有限元软件对桥梁进行建模。运用Matlab软件编写了车桥耦合振动方程的求解程序，分别求解分析单车、纵向多车两种工况在车速、路面等级两个因素影响下的大跨波形钢腹板连续箱梁桥的动力响应和动力冲击系数，并将求得的结果与按照现行规范计算的规范值进行对比分析。研究结果表明：单车工况下，车速对于富山赣江特大桥的冲击系数的影响比较复杂，并不是随着速度增大而单调增大；行车速度和路面不平顺对大跨度波形钢腹板箱梁桥具有不同程度的影响，路面状况越差，桥梁的振动响应及冲

5、击系数越大；对于大跨波形钢腹板连续箱梁桥，相同车速、路面等级的情况下，不同主跨的冲击系数大小各不相同。纵向两车工况下，桥梁的动力冲击系数总体比单车激励作用下桥梁的动力冲击系数要小，桥梁冲击系数与车速的关系曲线绕单车激励作用下桥梁冲击系数与速度的关系曲线上下波动；车速，路面不平顺、不同桥跨引起桥梁动力响应和冲击系数的变化规律与单车工况下桥梁动力响应和冲击系数的变化规律相似。本文通过对公路大跨度变截面波形钢腹板连续箱梁桥车桥耦合振动的研究可以为桥梁结构的设计和优化提供理论依据。关键词：波纹钢腹板组合箱梁；车桥耦合；动力响应；冲击系数；纵向多车IAbstractRESEARCHON

6、VEHICLE-BRIDGECOUPLEDVIBRATIONRESPONSEANDIMPACTCOEFFICIENTFORGANJIANGBRIDGEOFFUSHANABSTRACTCompositeboxgirderbridgewithcorrugatedsteelwebshasbeenwidelyusedbecauseitcansignificantlyreducethedeadweightofboxgirder,improvetheprestressedbarefficiency,simplifytheconstructionprocess,andreducethecr

7、ackingproblemofwebplate.Thedynamicactionofvehicle-bridgehasalwaysbeenthemaincauseoflocalfatiguefailureofhighwaybridgesduringtheirservicelifeandthereductionofthebearingcapacityofbridges.However,theresearchonboxgirderbridgewithcorrugatedsteelwebsismainlyfo