混凝土连续曲线箱梁桥在多车荷载作用下的冲击效应分析

针对多跨连续曲线梁的车桥耦合振动问题,分别采用三梁式模型和12自由度的车辆模型对桥梁和车辆进行模拟,通过快速傅里叶逆变换采用三角级数方法模拟了桥面不平度及其速度项,考虑桥梁结构阻尼的影响,采用基于ANSYS的分离迭代算法研究了多个车辆荷载共同作用下连续曲线箱梁桥不同控制截面位置的内力和挠度响应的主要差异及其随车速的变化规律。研究表明:横向加载车道数对支点扭矩、跨中扭矩、支点弯矩和墩顶截面弯矩的最大动力放大系数有很大影响,而对主梁的竖向挠度和墩柱的轴力最大动力放大系数影响很小;纵向加载车辆数对桥梁的冲击效应有很大影响;桥梁的动力放大系数随车头间距增大显著提高而最大效应则大大减小。研究结果可为多跨连续曲线箱梁桥的设计提供参考。

多车荷载下刚架拱桥车振仿真可视化研究

在高速公路刚架拱实桥动测及单车荷载作用研究基础上,建立多车荷载激振模型,发展了研究刚架拱桥车激共振特性的可视化仿真方法,探讨刚架拱桥在高速多车荷载作用下的共振条件,分析车距、车速和车数对竖向瞬态振动峰值的影响,编制运行多车荷载下振动仿真分析可视化程序。研究表明,公路桥在竖向共振条件下有可能出现多个瞬态自由振动的峰值叠加。仿真计算得到的实桥共振速度及其对应的跨中竖向振幅峰值,为阻尼抑振提供理论依据。

连续曲线梁桥在多车荷载作用下的动力响应

以某一匝道公路连续曲线箱梁桥为例,分析了该类桥梁的空间车桥耦合振动响应及冲击系数.考虑桥梁阻尼比和桥面平整度的影响,采用通用软件ANSYS模拟桥梁,车辆简化为16自由度模型,采用模态综合法编制了公路曲线车桥耦合振动响应MATLAB程序,研究了多车荷载作用下连续曲线箱梁桥的动力响应.研究表明:主梁竖向挠度冲击系数受横向加载车辆数量的影响较小,跨中截面外腹板动力响应最大,建议采用外腹板处冲击系数进行设计.当纵向车辆间距一定,车速低于22 m·s^-1时,冲击系数在单车工况下最大,且随着纵向加载车辆数量的增多而显著减小;当车速超过22 m·s^-1时,纵向两车和三车工况下,主梁冲击系数有围绕单车工况下冲击系数曲线上下波动的趋势.纵向车辆间距对设计时选取的冲击系数影响较小.

下承式钢箱系杆拱桥在多车荷载作用下的动力响应分析

目的研究钢箱系杆拱桥车桥耦合振动响应并分析多车荷载对该类型桥梁车桥耦合振动的影响。方法以舍里甲大桥为工程背景,基于ANSYS软件建立该桥的有限元模型,并将3轴汽车简化为三维9自由度车辆模型;结合模态综合法,采用Newmark-β数值方法计算得到桥梁的位移及其动力放大系数。结果车辆偏载对主梁竖向挠度冲击系数的影响较小;多车荷载对桥梁动力响应具有较大影响,主梁竖向挠度冲击系数随横向加载车辆数量的增加而减小,横向双车、横向三车对比横向单车冲击系数分别减小33.98%和43.32%;随纵向加载车辆数量的增多出现较大波动,纵向多车工况下冲击系数小于单车工况,纵向双车、纵向三车的冲击系数分别比纵向单车减小26.39%和18.06%;两车开对比两车同向行驶的主梁挠度冲击系数减小了51.40%;桥梁部分构件的局部动力冲击系数大于桥梁整体动力冲击系数,其中短吊杆的动力冲击系数相比于长吊杆增大72.5%。结论多车荷载作用下的主梁竖向挠度冲击系数均小于单车荷载作用,按单车荷载作用下冲击系数计算汽车荷载效应是较为安全的。

多车激励下波形钢腹板连续梁桥沥青铺装动力学响应

为研究多车激励作用下大跨径桥梁桥面铺装层的动力学响应,建立含有Fiala轮胎的多刚体实车模型以及大跨径桥梁有限元精细模型,考虑桥面随机不平顺激励,构建包含桥面铺装层的车-桥刚柔耦合系统动力学模型。计算准静态条件下桥梁控制截面的挠度,并与现场静载试验进行对比,验证了所建车-桥耦合模型的正确性与计算结果的有效性。研究不同编队多车荷载作用下波形钢腹板连续箱梁桥铺装的动力响应,不同工况对于车辆后轴悬架力和垂向轮胎力的影响,结果表明:多车荷载相比于单个车辆荷载所引起的动力响应更大,更容易引起桥面铺装和桥梁结构的早期损伤;在车辆数量相同、车速相同、前后车距相等的情况下,车辆行驶编队不同时所引起的桥面铺装层最大挠度、最大纵向应力和最大横向剪应力分别增大了19.7%、23.5%和8.0%,且最大纵向拉应力和剪应力均发生在防水混凝土-混凝土梁之间,容易产生早期疲劳开裂;车辆后轴悬架力随着载重增加而增大,垂向轮胎力随着速度和载重增加而增大。

多车激励公路简支梁车桥耦合振动响应分析

依据D’Alembert原理和欧拉-贝努利梁假设,考虑车辆系统的动力特性,建立了公路简支梁桥在多个车辆荷载作用下的振动偏微分方程,通过运用模态叠加的离散化方法,将偏微分方程转化为变系数常微分方程。采用RungeKuntta方法求解时变系统的振动响应并使用Matlab语言编写了求解分析程序,对多车作用下的简支梁的冲击系数进行了研究,并与单车作用的结果进行比较分析。