基于车桥耦合振动的连续梁桥动力响应分析
彭伟康高庆飞徐昭若王统于晓梅
(1.哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院,哈尔滨 150001;2.大连理工大学 建设工程学部,辽宁 大连 116024;3.东北林业大学 图书馆,哈尔滨 150040)
车桥耦合振动(Vehicle-bridge Coupling Vibration)即为当车辆在桥梁上前进时,车辆由于车身与桥梁表面的接触和桥面的不平整度引起车身的振动,而桥梁又由于车辆的振动而引起桥体的振动,车辆与桥梁之间相互作用、相互影响,产生的车辆与桥梁之间的共同振动。
自19世纪初,英国第一条铁路桥梁修成以后,工程师们便开始发现车桥耦合振动方面的问题,并开始进行研究[1]。其早期的研究方法有试验研究法和古典解析法,自20世纪中期,随着电子计算机的发明,有限元技术的提出,数值模拟法也得到应用。数值模拟法的应用和发展,使得铁路桥梁的车桥耦合振动建立的模型更加贴近现实,振动响应的计算也更加接近实测。早期的车桥耦合振动研究几乎都是应用于铁路桥梁的,而随着近现代经济的发展和车辆的普遍使用,公路桥梁的车桥耦合振动问题也得到了越来越多的研究[2-4]。对于汽车-公路桥梁耦合振动的研究,最早可追溯到从19世纪末开始的试验研究法,相继有法国工程师、英国土木工程师协会和瑞士联邦材料科学与技术实验室进行了桥上动力荷载试验,并收集了大量汽车行车实测数据进行分析[5];20世纪80年代以来,国内也有吴启宏[6]、项贻强等[7]进行桥梁动力分析的试验研究,并获得动力系数、桥梁自振特性等结论。同时,为更好地认识车辆和桥梁之间的动力学关系,学者们的理论计算方法也投入使用,早期采用的计算方法有将车辆荷载简化为常量力、简谐力和滚动质量块等的解析计算法,通过多种解析计算方法的计算结果进行对比可知,车辆质量较大时车辆惯性力对于桥梁振动的响应有较大的影响[8]。公路桥梁的数值模拟法大约在20世纪70年代开始研究,国外及国内的学者均从车辆模型、桥梁模型和动力学方程求解3个方面进行不断的深入探索。对于车辆模型的建立,学者们最初使用的有四分之一车辆模型或二分之一车辆模型,近年来,为追求更高的模拟精度,国内外众多学者均建立了三维多自由度的车辆模型,如王铁龙等[9]、Obrien等[10]分别建立了三轴或五轴的卡车模型来进行车辆荷载的模拟;随着有限元软件的不断进步,桥梁模型的建立也在朝着完善的方向发展,从早期的杆系模型,空间梁格模型[9],到相对更加准确的实体模型,虽然实体单元模型能给中小跨径桥梁带来更高的精度,但也明显提高了较...
|
== 试读已结束，如需继续阅读敬请充值会员 ==
|
|
本站文章均为原创投稿，仅供下载参考，付费用户可查看完整且有格式内容！
(费用标准：38元/2月，98元/2年，微信支付秒开通！) |
| 升级为会员即可查阅全文 。如需要查阅全文，请 免费注册 或 登录会员 |
|
