车—桥耦合作用下空心板桥铰缝的破坏研究

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1、车-桥耦合作用下空心板桥铰缝的破坏研究ResearchonHingeJointsofHollowSlabunderVehicle-bridgeCoupling作者姓名：韩海波专业名称：桥梁与隧道工程指导教师：郑一峰教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年5月27日中文摘要车-桥耦合振动问题研究由来已久，但在铁路桥梁研究的较多，而在公路桥梁的研究就较少，但是随着公路交通运输的大力发展以及汽车载重量的越来越大，公路桥梁在车辆作用下的破坏情况愈来愈普遍，人民不得不把目光转移到公路桥梁的车辆引发的振动问题上来，但对于车-桥耦合振动的研究集中在桥梁

2、整体响应研究，对于桥梁局部振动的研究还是偏少。空心板桥作为一种常用的中小跨径桥梁，其铰缝破坏情况严重，本文从车-桥耦合振动对铰缝的振动情况入手研究。我们知道车辆振动是铰缝破坏的一种因素，但是在设计时候我们已经通过冲击系数进行考虑了。而现实却是由此引发的振动破坏还是很多，这就说明设计用的冲击系数比实际铰缝受到的汽车冲击系数要小的多，为此本文从冲击系数的角度去比较实际铰缝受到的冲击系数是否大于规范冲击系数。影响冲击系数的因素有很多，本文考虑了桥面不平度、车辆行驶速度、车辆刚度等对冲击系数的影响情况。本文通过ANSYS建立车-桥耦合模型，采用耦合

3、法对模型进行求解。对于桥面不平度的考虑是通过车辆附加动荷载来考虑的，通过MATLAB编程可以对不同等级路面进行仿真处理，以得到各种路面等级的仿真曲线图，并通过编程得到在各种路面等级下车辆附加动荷载的大小。对于车辆速度和刚度，通过ANSYS建模过程中，给予不同的速度和刚度进行考虑。最终，本文通过综合考虑各种因素的影响，发现模型计算的铰缝冲击系数要大于规范计算的冲击系数，这也是汽车振动引发铰缝破坏的一个重要原因。这也侧面反映用一个整体冲击系数来设计桥梁是存在不合理的。关键词：车-桥耦合，空心板桥，ANSYS，铰缝，冲击系数IAbstractVe

4、hicle-bridgecoupledvibrationproblemresearchhasalonghistory,butintheresearchofrailwayBridgesismore,andlessinhighwayBridges,butwiththedevelopingofhighwaytransportationandvehicleloadismoreandmorebig,thedamageofhighwayBridgesundertheactionofvehiclesbecomesmoreandmorecommon,peo

5、plehavetofocustohighwaybridgevehiclecausedbyvibrationproblem,butforthevehicle-bridgecoupledvibrationresearchfocusedontheoverallresponseofbridge,bridgeforlocalvibrationresearchisless.Hollowslabbridge,asakindofcommonlyusedsmallandmediumspanBridges,thehingejointdamageinsevere

6、cases,thisarticlefromthevehicle-bridgecoupledvibrationofthevibrationofthehingejointsinhingedsituationoftheresearch.Weknowthevehiclevibrationisafactorinthedamageofthehingejoints,butwhenwehavethedesignbyconsideringtheimpactcoefficient.Andrealityistheresultingvibrationdamageo

7、rmany,thismeansthattheimpactofthedesignwithcoefficientthantheactualimpactcoefficientcausedbyvehiclehingejointsismuchsmaller,thispaperfromtheperspectiveofimpactcoefficienttocomparewhethertheactualimpactcoefficientofthehingejointsinhingedimpactcoefficientisgreaterthanthenorm

8、s.Therearemanyfactorsinfluencingtheimpactcoefficient,thispaperconsidersthebridgedeckrough