车桥耦合作用下曲线桥的动力响应分析

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1、密级：公开工学硕士学位论文车桥耦合作用下曲线桥的动力响应分析DynamicResponseAnalysisofCurvedBridgeundertheVehicle-BridgeCoupling培养单位：工程力学系专业：工程力学研究生：宋健指导教师：李皓玉教授二○一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表

2、示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要桥梁在移动荷载作用下的动力响应问题一直受到广泛关注，其中铁路桥梁的研究成果已在设计规范中有所体现，而公路桥梁设计规范还不是很完善。近年来，随着我国交通事业的快速

3、发展，曲线桥梁由于其能够适应各种路线的限制，并且可以满足人们对美观的要求，因此被广泛应用，但是其区别于直线桥梁的结构特性，使得对车桥耦合作用下曲线桥梁动力响应的研究就显得尤为重要。鉴于此，本文以江西某曲线连续箱梁为研究对象，对其在车辆荷载作用下的动力响应进行了研究，主要工作和成果有：(1)基于有限元软件ANSYS中的solid45实体单元，建立了四跨连续曲线箱梁的有限元模型，依据达朗贝尔原理推导了四自由度和九自由度车辆的振动方程；(2)引入路面不平度来模拟桥面的不平顺，采用滤波白噪声法，基于Matlab/Simulink搭建仿真模型，模拟了按国家标准GB/T7031—86划分的A-

4、D级路面不平度曲线；(3)将曲线桥梁模型和车辆振动方程两个子系统通过车轮和桥面接触处的位移协调关系以及车桥相互作用力的平衡关系联系起来，建立了车桥耦合系统，并将模拟结果与相关文献数据以及现场试验数据进行了对比，验证了此模型的有效性；(4)根据建立的曲线桥梁车桥耦合模型，讨论了车辆离心力、车辆速度、车辆载重、车辆偏心行驶等参数对曲线桥梁动力响应的影响，结果表明：离心力使跨中扭转角增大，加大了曲线桥梁向外侧扭转的趋势；跨中竖向位移，扭转角和应力随着车辆速度的增加有先增大后减小的趋势，而随着曲率半径的增大逐渐减小；曲线桥梁动力响应随着载重的增加均呈线性增长趋势；车辆偏心行驶时，中部支座出

5、现了脱空现象；随着路面等级由好变差，曲线桥梁的动力响应在逐渐变大。关键词：曲线桥梁；车桥耦合；动力响应；有限元；路面不平度AbstractSomuchextensiveattentionhasbeenpaidtothedynamicresponseresearchofbridgeundermovingvehicleload.TheresearchresultsofRailwayBridgehavebeenembodiedinthedesigncodes,whileitisnotperfectedinthedesigncodesofHighwayBridge.Inrecentyear

6、s,thecurvedbridgeiswidelyapplied.Becauseitcanadapttotherestrictionofvariousroutesandmeetthepeople’srequirementsofbeauty.Butthestructureofcurvedbridgeisdifferentfromthestraightbridge,soitisveryimportanttostudytheinfluenceofvehicleloadonthedynamicresponseofcurvedbridge.Inviewofthis,thispaper,tak

7、ingacurvecontinuousboxgirderinJiangxiprovinceastheresearchobject,hasstudieditsdynamicresponseundervehicleload.Themainworkandachievementsareasfollows:(1)Basedonthesolid45solidelementinANSYS,afiniteelementmodelofthefour-spancontinuouscurv