汽车荷载作用下梁式桥与斜拉桥的动态响应总结.pdf

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1、2012年8月t村自轰礴交通建设汽车荷载作用下梁式桥与斜拉桥的动态响应总结杨光(中交一公局第六工程有限公．昂：J)摘要：汽车在桥梁行使的过程中会与桥梁发生激励，至而产生桥梁和车辆的互相振动，增大桥梁内部结构本身所承载的荷载效应。本文以汽车对于梁式桥与斜拉桥两种桥梁所产生的动态响应为例，分析汽车存荷载作用下的动态响应的不同数据，为以后在桥梁建设上提出一些可行性的思路。关键词：梁式桥；斜拉桥：动态响应；振动频率汽车在桥梁上行使本身所产生的相互作用，引起其互相振动．增大了桥梁内部结构的承载荷载力，从而形成一个复杂完整的多自由度振动系统。产生车桥系统振动的原

2、因有很多，主要为车辆的自身参数、行车速度、桥体结构、动力相互作用、车辆的非宜线运动等。l汽车荷载作用下梁式桥的动态响应分析梁式桥是以梁或是桁架梁为主要支撑点的桥梁。作为桥梁的基本体系之一，其制造和建设都十分方便，在基本桥梁建设中占主导力量。主要分为单跨梁和连续梁两种。车桥问题往往作为一个整体的系统进行考察，而引起汽车在梁式桥的动态响应的因素也有很多中。像路面路层因素、汽车与桥梁的祸合程度、车辆加速等。本文就其中最主要的弹性支撑单跨粱的车辆动力响应进行分析。图1所示，我们将正在行驶的车辆转换为l，4的车辆模型，进行试验。分别设置车轮和悬架的总质量为m。

3、，车体质量m：．悬架阻尼c，．刚度k．，车体阻尼k2，刚度c：，粱的动挠度是y(x，t)，悬架和车体的动挠度为yI(x，t)和y2(x，t)。S：0圈I移动车轮作用下的弹性支撑粱模型设定车轮沿着梁开始行使。车轮每次的旋转与梁都有一个切合点，我们设定为点接触。据此可以得出相应的方程，通过方程计算，我们可以得到各种梁模型动态响应的耦合方程。因为不同类型桥梁的结构不同。所以单跨梁桥和连续梁桥的动态响应也是有所不同的。连续梁主要是以三个或者多个支撑为主，其变形率和内力通常要低于单跨梁桥，因此广泛地应用于建筑，桥梁、航空以及管道线路中去。针对连续粱桥，我们依旧

4、以与汽车行驶中所产生的动态响应为出发点。虽然其比单跨梁桥的张力和挤压力要小，但容易出现裂缝也是一个弊端。不同的裂缝类型、参数、位置、组合等都影响了车载作用下桥梁的冲击数和振动频率。像裂缝出现在2，4L和1，4L时，车辆与桥梁的振动频率为92．56％和93．89％，都是有所不同的。对于冲击数的影响也是不同的，汽车行驶速度为一致时，第一跨出现裂缝的冲击数为O．60，而第二跨出现裂缝的冲击数为0．704．根据研究数据显示．在不同的情况下．裂缝对桥梁振动的阶段有着不同的频率影响。呼吸裂缝梁的频率相较开口裂缝梁的频率略高。而在汽车行驶的时候开口裂缝梁反而比呼吸

5、裂缝梁的振动要人。所以，对于DFC值来说。呼吸裂缝梁的最小值比开口裂缝梁的最小值要小。裂缝可以减小桥梁的自振频率。同时，裂缝开口的数目越多，汽车与桥梁的自振频率减少的越迅速(如表l、2)。2汽车荷载作用下斜拉桥的动态响应分析当前，随着科学技术的不断发展，交通环境得到了极大的改善。其中斜拉桥的建设成为了很多大城市交通改善的追捧．一般以大跨度的斜拉桥为主。其本身具有内部结构复杂，构件动力特性差别较大以及对风荷载、行车荷载等因素敏感的特性。这就对桥梁建设以及车辆承载力有着表l开口裂缝在不同情形下对桥梁振动前5阶模态所对应的频率的影响无车辆作无车辆作用第车辆

6、作用第■跨牟辆作用第⋯、车辆作用第振动用无裂缝二跨跨中有开跨中有开口裂缝二跨跨中都有一、二、三跨跨模态梁自由振口裂缝粱自由梁自由振动频率开口裂缝粱振中都有开u裂动频率最大值缝梁振动频率动频率W．振动频率w。最大值W．W2最大值w，118．1615．02413．90612．81211．457229．9325．02l22．92921．57418．626338．7l31．75729．37527．95724．135470．7658．44853．0715I．45843．4275104．8I87．0977864976_33768719表2呼吸裂缝在不同情形下对桥

7、梁振动前5阶模态所对应的频率的影响无车辆作无车辆作用第牟辆作用第二跨车辆作用第车辆作用第‘、振动用无裂缝二跨跨中有呼跨中有呼吸裂缝一、二跨跨中二、三跨跨中都模态粱自由振吸裂缝粱自由梁自由振动频率部有呼吸裂缝有呼吸裂缝粱振粱振动频率最动频率最大值动频率w。振动频率吼最大值W，火值w：W，l18．】615．83614．01213．01411．876229．9327．26623．10l21．85719．05833B．7134．1042941328．13l24．645470．7663．68453．50451．95643．8495104．8l91．18578．

8、71376．84569．157更高的要求。下文以荆岳长江公路大桥为例(简称公路夫桥)。分析汽车在荷载作用下对