公路桥梁车桥耦合振动研究

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1、公路桥梁车桥耦合振动研究近年来，我国路桥工程建设为交通行驶创造了优越的环境，推动了地区之间的经济文化交流，促进了国民经济收入水平的提高。与发达国家相比，国内路桥施工技术相对落后，对动力学理论研究不足误导了后期作业秩序，限制了路桥结构性能的充分发挥。“车桥耦合振动”现象是路桥交通的常见现象，若控制不当则会影响路桥的使用寿命及运行状态。针对这一点，本文分析了影响车桥耦合振动的相关因素，并通过计算机建立自动分析平台，为路桥交通的正常运行提供了帮助。关键词：路桥；耦合振动；成因；处理对策耦合振动是动力学理论中研究的重点，对不同物体在不同状态下的受力情况进行了详细地分析。车桥耦合振动是由于

2、车辆与路桥结构之间产生相互的力作用，两种受力荷载大小相同时易产生车桥耦合振动现象，约束了路桥结构性能的正常发挥，不利于交通行驶的安全运行。工程单位在维护路桥工程阶段，应加强车桥耦合振动的分析，结合具体原因制定有效的控制对策。一、车桥耦合振动研究的现状　　从本质上看，车桥耦合振动是一种相互性的力学作用，力学作用控制不当会限制路桥性能的发挥。车辆过桥时会引起桥梁的振动，桥梁的振动反过来也会影响车辆的振动，即形成车桥耦合振动问题。当前，我国公路交通运输的全面提速，为了有效的对既有桥梁运营状态进行评估，以及对新建、改建桥梁进行优化设计，均需对车辆过桥时的车桥耦合振动问题进行分析[1]。随

3、着公路交通事业的迅速发展，车辆与桥梁结构的动力相互作用越来越受到重视。车辆和桥梁间力学作用形式多样，会呈现出不同的动力特点，如：车辆的动力特性，车型、阻尼、自振频率等；桥梁结构的动力特性，质量与刚度分布、桥跨结构形式、材料阻尼等；桥头引道和桥面的平整状态、伸缩缝装置及桥头沉陷的状况。而计算机仿真模拟是目前最方便、最快捷、最经济的计算分析方法。二、计算机力学模型研究的优点　　从长远角度考虑，选择一种通用性强、应用性广、开发前景广阔的研究模式，分析车桥耦合振动响应具有多方面的意义。由于车桥耦合振动属于力学理论研究的范畴，其在分析时必须要结合力学模型，以保证研究结果的准确性。计算机操作

4、系统在数据处理方面具有明显的优势，通过计算机平台建立力学模型，帮助研究者更加深入地分析耦合振动情况。数据库是计算机中存储信息的主要区域，为了保证车桥振动时力学数据得到准确地计算，应利用数据挖掘功能进一步分析力学模型，以获得与耦合振动相关的力学参数。从实际操作情况看，数据挖掘的优越性表现：一是高效性，由于采用了计算机操作平台，调用数据库资源显得更加便捷，数据挖掘有助于数据操作效率的提升；二是时效性，与传统观数据处理模式相比，数据挖掘采用了自动化处理平台，短时间内可完成数据信息的检查审核工作[2]。数据挖掘具备了这些优势，为其在车桥耦合振动中的运用创造了有利条件。三、车桥耦合振动的自

5、动分析流程　　建立计算机力学模型之后，还应编制一套符合路桥工程实际情况的自动分析流程。通过对各个参数值的有效处理，获得自动化分析报告及结果，可指导施工单位对公路桥梁实施科学的改造，防止车桥振动造成结构性能方面的损坏。但是，车桥耦合振动在分析时要经过复杂的处理过程，如果依旧采用传统的研究方法则无法获得准确的结果。针对已经建立的力学模型，运用数据挖掘功能设计一套自动分析流程。　　1、力学分类。公路桥梁在交通行驶阶段承受的力学荷载复杂，研究车桥耦合振动必须了解具体的受力情况。数据挖掘功能可以对车桥耦合振动的情况进一步划分归类，按照力学模型的研究内容分类别处理[3]。自动化力学分类降低了

6、数据处理的难度，提高了车桥振动受力判断的准确性。　　2、振动分析。振动分析是力学模型研究的核心环节，结合数据挖掘捕捉与耦合振动相关的参数，为受力分析提供可靠的依据。如：荷载方面，数据挖掘功能对车桥耦合振动中的荷载大小检测，确定车桥的安全系数；幅度方面，深入分析并挖掘耦合振动的幅度大小，计算出路桥结构的承载状态。　　3、结果显示。经过一系列的数据处理流程，数据挖掘功能利用计算机操作平台，可以把公路桥梁耦合振动研究的结果及时反映出来。如：检查耦合振动后，数据挖掘模块自动生成信息报表，并且及时反馈给研究者。通常，车桥耦合振动的结果显示有两种，即：数据、图形，可根据具体的要求制定结果报表

7、。四、影响车桥耦合振动的因素及处理　　国内交通事业持续发展背景下，公路桥梁工程的交通价值得到了充分的体现。另一方面，因国内工程施工技术相对落后，车桥耦合问题未能得到根本性地解决，不利于多功能交通体系的建立。本次研究中，通过计算机建立自动分析平台，从多个角度反映了车桥耦合振动的具体情况。并且以力学模型为参照对象，更加准确地判断出影响车桥耦合振动发生的主要原因，工程单位结合振动因素可设计有效的控制方法。　　1、荷载因素。荷载高低决定了耦合振动幅度的大小，车桥耦合振动实际上是受力荷载达