车辆竖向冲击力doc

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1、车辆竖向冲击力在课本中关于车辆荷载只简单介绍了车辆静荷载，这里我们向大家介绍些有关车辆竖向冲击力——车辆动荷载的一种的一些知识，希望能丰富大家的相关知识。公路桥梁车辆引起的振动问题一直是工程界一个十分感兴趣的课题。它的研究自1849年Wallis开始，理论成果日益丰富。60年代我国李国豪教授研究了拱桥的车辆振动问题。80年代，我国项海帆教授指导他的博士生，对我国公路桥梁的冲击系数做了很有价值的研究。90年代Wang和黄东洲将车辆和桥梁模拟为空间结构，路面竖向的不平顺假设为一平稳各态历经的随机过程，研究了多梁式桥、斜拉桥、刚架桥、曲线桥、斜桥及箱梁桥的车辆振动问题，得到了不少重要结论，

2、我国不少学者在这一领域做了很多研究工作。在移动的汽车荷载作用下，汽车以较大的速度驶过桥梁时，由于桥面不平整、车轮有一定的偏心，以及发动机本身运转所产生的振动，桥梁在空间的竖向、纵向和横向三个方向产生振动、冲击等动力效应。通常把竖向动力效应称为汽车荷载对桥梁结构的冲击力。在这种情况下，运行中的车辆荷载对道路桥梁结构所引起的应力及变形比同样大小的静荷载所引起的大。道路桥梁结构的总竖向汽车荷载效应(SZ)等于竖向汽车荷载静力效应(SJ)与其动力效应之和。在国内、外的各种道路桥梁设计规范中，均采用把汽车荷载竖向静力效应乘以一个增大系数(1+μ)作为计入汽车荷载竖向动力效应的总竖向荷载效应。即

3、：(1)根据式(1)，将冲击系数定义为：考虑移动的汽车荷载对桥梁结构产生竖向动力效应的增大系数。现今世界各国公路桥梁设计规范中有关冲击系数的规定，大都是在定值设计法概念下制定的。不管是理论计算还是现场实测，都基于移动的汽车荷载与桥梁结构产生“共振”求得，这样得到的冲击系数(1+μ)是极大值。它的不足之处是不能反映该数值在桥上出现的概率。调查得知，这样的极大值在桥上实际发生的机会是极为稀少的。为适应近似概率设计法的应用，公路桥梁冲击系数研究必然引进概率概念。影响公路桥梁冲击系数的因素，归纳起来大致可分为三类：(1)汽车荷载本身的几何与动力特性；(2)桥梁结构的几何与动力特性；(3)激振

4、及冲击的条件。公路桥梁上通过的汽车荷载流是一个非列车化的间隙性连续流。它的流量大小、车辆间距、轴重大小、行驶速度、车辆的横向位置、车辆的动力特性都具有明显的不确定性，是无法预知的。这表明汽车荷载流本身具有明显的随机性。公路桥梁结构的几何尺寸、材料的容重、弹性模量等也都是随机的。汽车荷载流通过公路桥梁时的初始条件(如：路桥连接缝的结构状态、引道路面平整度等)和桥面的平整度等因素，也具有不确定性。这些都是移动的汽车激振和对公路桥梁结构产生振动、冲击等最重要的随机因素。由此我们可认识到，公路桥梁冲击系数是反映诸多影响因素随机组合产生振动、冲击等效应的一个综合性系数，具有明显的随机性。另外，

5、公路桥梁冲击系数与时间没有明显的关系。它的取值，充满了某一实数区间，不能用一个有限或无限数列表示。因此，现阶段，我们把公路桥梁冲击系数用连续随机变量概率模型进行研究。但是，公路桥梁冲击系数的概率分布及统计参数由于随机模拟汽车流、桥梁激振基冲击条件等十分困难，从公路桥梁随机与随机冲击等问题的理论研究入手，来解决公路桥梁冲击系数问题，条件尚不成熟。为此，我们的研究从现场实测入手，采集桥上汽车荷载流对桥梁结构产生的冲击系数随机样本，用概率与数理统计的方法来研究公路桥梁冲击系数的统计规律。下面，我们举钢筋混凝土拱桥的例子来说明冲击系数的取值方法。对于钢筋混凝土拱桥，研究表明桥面平整度是引起桥

6、梁车辆振动的主要因素，因此有研究人员通过如下桥模型（图2）进行了桥面平整度对大跨度混凝土拱桥车辆振动的影响的研究。根据动力试验，取mv=64000kg、kv=15.0×106N/m、cv=1.6×105N/(m·s)，试验测得车速v=34.8km/h，跨中最大动挠度为6.15mm。在该车速下进行各级桥面等级下动力相应计算分析，其结果见表1～3。表1车速v=34.8km/h时桥面不同等级下拱桥最大竖向位移桥面状况动力响应跨中1/4桥跨位移/mm动力放大系数位移/mm动力放大系数不考虑桥面平整度6.131.0257.791.028很好6.511.0897.981.053好6.791.13

7、58.351.101一般7.781.3019.511.254差9.841.64511.531.521很差11.551.93113.101.728表2车速v=34.8km/h时桥面不同等级下拱桥最大弯矩桥面状况动力响应跨中1/4桥跨拱脚弯矩/kN·m动力放大系数弯矩/kN·m动力放大系数弯矩/kN·m动力放大系数不考虑桥面平整度42.11.15336.81.168-42.01.687很好38.51.05535.71.133-37.71.514好39.51.0