千米级斜拉桥车桥耦合振动分析

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1、硕士学位论文千米级斜拉桥车桥耦合振动分析STUDIESONINTERACTIONVEHICLE-BRIDGEOFKILOMETERCABLE-STAYEDBRIDGE张卫国哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号:TU997学校代码:10213国外图书分类号:624.04/.047密级:公开工学硕士学位论文千米级斜拉桥车桥耦合振动分析硕士研究生：张卫国导师：张连振副教授申请学位：工学硕士学科：桥梁与隧道工程所在单位：交通科学与工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU997U.D.C:6

2、24.04/.047DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringSTUDIESONVEHICLE-BRIDGEINTERACTIONOFKILOMETERCABLE-STAYEDBRIDGECandidate:ZhangWeiguoSupervisor:AssociateProf.ZhangLianzhenAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:BridgeandTunnelEngineeringAffiliation：Scho

3、olofTransportationScienceandEngineeringDateofDefence:June,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要斜拉桥作为大跨径结构体系桥梁的主要桥型，目前，其最大跨径已经达到1100多米，随着跨径的增大以及交通运输量的日益繁重，导致汽车与大跨径桥梁这两者之间的振动问题日益严重，所以对该桥型进行相关的振动分析与研究是十分必要的。本文以国内跨径最大的斜拉桥苏通大桥为工程背景，通过数值的模

4、拟和计算来分析车辆通过大桥时的动力响应以及苏通大桥行车舒适度问题。本文基于ANSYS软件平台来模拟苏通大桥，并对其进行相应的模态分析，提取大桥的振型，研究大桥的静力振动状态；采用4个自由度的二维汽车模型来模拟车辆荷载效应，建立其汽车的振动方程，并且利用Newmark—β逐步积分的思想，达到对汽车振动方程的求解。基于有限元分离迭代思想，利用ANSYS和MATLAB分别对汽车通过大桥时桥梁以及汽车的振动进行求解，通过这两个软件的有效结合对苏通大桥进行车桥耦合问题的研究；本文主要讨论在不同行车条件下苏通大桥各部位的内力以及形变的改变，通过定义动力放

5、大系数来反映大桥的振动特点。介绍了关于行车舒适度评定的Sperling指标和ISO2631指标，采用后者的方法进行评定，以大跨度斜拉桥实例苏通长江大桥为工程背景，对单车以及车队情况下不同车速和路面不平顺等级等因素影响下的桥梁及车辆动力响应进行了分析，得到相应的评价结果，为以后这方面的分析研究提供参考。关键词：大跨度斜拉桥；分离迭代；车桥耦合振动；动力放大系数；行车舒适度-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractCable-stayedbridgeasoneofthemainbridgeofalong-spanbridge,atpre

6、sent,thebiggestspanhasreachedmorethan1100meters,withtheincreaseofspanandheavytrafficvolume,vehiclesandlong-spanBridgesbetweenthecouplingvibrationproblemismoreandmoreprominent,sothestudyofthevehicle.thevibrationproblemisverynecessary.Undertheprojectthecountry'slargestcable-s

7、tayedbridgespanSutongBridgebackground,thispaperisthroughsimulationandcalculationsoftwaretoanalyzethedynamicresponseofthevehiclethroughthebridgeandtheSutongBridgewhendrivingcomfortissues.ThispaperbuildsthefiniteelementmodeloftheSutongBridgebyANSYSsoftware.Thencarryoutthemoda

8、lanalysisandstudythevibrationofthebridge.Thenitusefourdegreesoffreedombiaxialflatc