硕士论文-汽车荷载作用下梁桥的动力反应分析

湖南大学硕士学位论文汽车荷载作用下梁桥的动力反应分析姓名：张伟申请学位级别：硕士专业：桥梁与隧道工程指导教师：王解军20050610汽车荷载作用下梁桥的动力反应分析作者：张伟学位授予单位：湖南大学参考文献(46条)1.王光远论时变结构力学[期刊论文]-土木工程学报2000(6)2.李国豪桥梁结构稳定与振动19923.中华人民共和国行业标准JTGD602004.公路桥涵设计通用规范20044.中华人民共和国行业标准CJJ11-1993.城市桥梁设计准则19935.王勖成.邵敏有限单元法基本原理和数值方法20016.王解军车辆荷载作用下大跨桥梁的随机振动[期刊论文]-中南公路工程2003(4)7.谭国辉车辆与桥梁相互作用的系统模拟1996(03)8.毛清华.项海帆公路桥梁车辆振动的理论和实验研究1990(02)9.王元丰.许士杰桥梁在车辆作用下空间动力响应的研究[期刊论文]-中国公路学报2000(4)10.林梅.肖盛燮汽车荷载作用下梁式桥的动态分析[期刊论文]-重庆交通学院学报2000(1)11.王永平.陈彦江.傅金科单车荷载下简支梁桥的动力特性和响应的实验研究1995(05)12.陈彦江.张春秋.张春鹏公路桥梁荷载的动力效应1997(02)13.王解军运行列车作用下桥梁的动力反应[学位论文]博士200014.徐日永林区公路桥梁车辆荷载动力作用的试验研究1993(04)15.吴启宏动力系数的影响因素的试验研究1991(02)16.王均利桥头跳车对公路桥梁动力效应及其疲劳损伤分析2002(02)17.孙微微渐变式桥梁结构在车辆荷载作用下的有限元动力分析200118.毛清华移动车辆荷载作用下公路桥梁振动分析研究198719.宁晓骏.李睿.叶燎原.周亦唐桥梁振动特性的计算和探讨[期刊论文]-昆明理工大学学报2002(1)20.FrybaLVibrationofsolidsandstructuresundermovingloads197221.PazMStructuralDynamics:TheoryandComputation199722.TimoshenkoS.YoungDH.WeaverWVibrationProblemsinEngineering197423.WillisRTheEffectProducedbyCausingWeightstoTravelOverElasticBars,AppendixtotheReportoftheCommissionersAppointedtoInquireintotheApplicationofIrontoRailwayStructures194924.StokesGGDiscussionsofaDifferentialEquationRelatedtotheBreakingofRailwayBridges189625.TimoshenkoSOntheTransverseVibrationsofBarsofUninformCrossSectionPhilMag192226.KolousekVCivilEngineeringStructuresSubjectedtoDynamicLoad196727.KawataniM.KomatsuSNonstationaryrandomresponseofhighwaybridgesunderaseriesofmovingvehicles1988(02)28.KawataniM.ShimadaTNonstationaryrandomresponseandimpactofgirderbridgesundermovingvehicles1988(10)29.ChengYS.AuFTK.CheungYK.ZhengDYOntheseparationbetweenandvehiclesandbridge1999(05)30.ZhengDY.CheungYK.AuFTK.ChengYSVibrationofmulti-spannon-uniformbeamsundermovingloadsbyusingmodifiedbeamvibrationfunctions199831.ChuKK.GargVK.WiriyachaiADynamicInteractionofRailwayTrainsandBridge1980(04)32.BhattiMHVerticalandlateraldynamicresponseofrailwaybridgesduetononlinearvehiclesandtrackirregularities,thesispresentedtotheIllinoisInstituteofTechnology,atChicago198233.WangTL.HuangDZCable-stayedbridgevibrationduetoroadsurfaceroughness1992(05)34.杨岳民大跨度铁路桥梁车桥动力响应理论分析及试验研究[期刊论文]-中国铁道科学1995(4)35.严志刚.陈彦江.盛洪飞钢管混凝土拱桥在车辆荷载作用下的非线性动力响应分析[期刊论文]-中国公路学报2003(1)36.葛玉梅.周述华.李龙安斜拉桥在考虑风效应时的车-桥耦合振动[期刊论文]-西南交通大学学报2001(4)37.李小珍.王应良.强士中大跨度连续拱桁剧组和钢桥空间振动分析1999(04)38.曹雪芹桥梁结构动力分析198739.朱汉华.曾庆元列车--桥梁时变系统振动能量随机分析方法1994(04)40.周华飞.蒋建群.毛根海路面不平整引起的车辆动荷载分析[期刊论文]-中国市政工程2002(3)41.王荣辉.郭向荣.曾庆元车桥振动系统中的车辆分析模型1997(03)42.贺拴海.宋一凡.崔军桥面凹凸不平引起车辆荷载冲击内力的理论分析[期刊论文]-西安公路交通大学学报1999(4)43.林梅.肖盛燮桥梁车辆振动分析理论评述1998(03)44.周述华大跨度悬索桥空间非线性抖振响应仿真分析[学位论文]博士199345.崔玉萍钢—混凝土组合梁桥结构的振动特性测试与计算分析2002(03)46.王荣辉.郭向荣.曾庆元准高速列车——钢筋混凝土连续梁桥横向车振随机分析[期刊论文]-桥梁建设1996(1)相似文献(3条)1.学位论文黄旭泸州沱江龙西大桥100m边跨振动异常的分析研究2008钢筋混凝土拱桥由于自身的优点以及与我国桥梁建设的实际情况相适合，在我国得到了广泛的应用。正是因为拱桥在我国大量建设，以及桥梁发展日趋轻薄化，这使得车辆作用下的桥梁振动问题愈加不容忽视。前人已经从理论和实践上证实了，在移动车辆荷载作用下，桥梁结构将产生比相同静荷载作用下更大的变形和应力。这种动力效应是不可忽视的，因为过大的振动会降低结构的承载能力，影响桥梁的使用寿命。随着计算机技术的发展，利用有限元软件对结构进行动力特性分析可以方便地计算其固有频率和振型，有些功能强大的有限元软件，还提供了对结构进行动力响应分析的功能，如果合理选择相关动力学参数，可以使得有限元模型与实际桥梁的动力响应特性达到较高的相似程度。本文针对龙西大桥边跨(钢筋混凝土肋拱桥)冲击系数过大的异常振动问题，应用ANSYS软件建立其空间有限元模型进行动力学研究，通过自振特性分析得到桥梁的自振频率及振型；为了寻找拱桥振动异常的原因，本文的工作重点放在研究结构的动力响应(瞬态动力分析)上，考虑到汽车振动的影响，采用弹簧质量块来模拟汽车荷载的方法，模拟分析了当移动车辆以不同速度通过桥面时的时间历程动力响应。通过计算得到桥梁的冲击系数，并将计算结果和试验结果进行对比，结果表明模型与实桥的动力特性和动力响应的相似程度是令人满意的。在此基础上，提出在设计阶段通过桥梁的动力分析预估汽车荷载对桥梁的冲击效应的设计思路，从而尽可能避免新建桥梁振动异常的问题。通过改变矢跨比、立柱横梁长度和汽车振动频率等影响因素，进一步讨论和研究龙西大桥振动异常的原因。通过分析，得到了一有意的结论，其成果对今后拱桥设计具有一定的参考价值。2.学位论文罗堃某斜拉桥动力性能分析2007随着我国交通建设事业的发展，大跨度预应力混凝土斜拉桥已广泛应用于公路桥梁领域。斜拉桥以其超强的跨越能力和出色的自身优点日益向大跨度方向迈进。斜拉桥与其它一般梁式桥相比，其动力性能有其自身的特点。因此对斜拉桥的动力响应的研究显得更加重要。本文结合某一实际大跨度斜拉桥，在前人工作的基础上利用空间有限元软件Ansys进行了动力特性及响应分析，通过动力学分析，真实地揭示了斜拉桥的桥跨结构在汽车荷载作用下的受力与变形情况，为大跨度斜拉桥的工程设计提供了可靠的理论依据。其主要内容和结论如下：(1)本文在收集了斜拉桥及动力学有关资料，叙述了求解斜拉桥固有频率的方法和斜拉索的振动特性，为下面章节提供理论依据。并以某高低塔斜拉桥为工程背景，详细介绍了三维空间模型的简化方法和形式，使用有限元软件Ansys建立了空间有限元模型。(2)对该大桥进行了自振特性分析，比较详尽地描述其动力特性的特点，并分别分析了辅助墩的设置，边界约束条件，索塔截面刚度对自振特性的影响。辅助墩的设置对斜拉桥竖向刚度的提高有较大的影响；解除主梁纵桥水平位移的约束，这使得整座斜拉桥结构的基频降低；该桥索塔参与振型较多，随着索塔刚度的增加，提高了全桥前15阶的自振频率。(3)在该大桥的瞬态动力分析中，模拟分析了当移动荷载以不同速度通过桥面时的时间历程动力响应，分析结果表明，在汽车移动荷载作用下，桥跨结构的振动现象比较明显，且速度越大振动愈显著，动力效应也就越大。(4)通过在中跨跨中突加荷载来模拟分析了冲击荷载下桥跨结构的时间历程动力响应，对主梁挠度，弯矩和索力的动力放大系数作了较为详细分析，分析结果表明，当桥面不平整引起过桥车辆跳车时对桥跨结构的变形极为不利，在斜拉桥的设计中冲击系数按现行设计规范取值某些截面将偏于不安全。3.学位论文曾永平单塔斜拉桥梁空间受力仿真分析2006斜拉桥是由索、塔、梁三种基本构件组合而成由缆索承重的组合体系。其中斜拉索是结构主要承重和传力构件，其预张力的大小对整个结构的刚度、内力和变形都有直接影响。因而，如何根据既定的施工组织设计，对施工过程进行逼真的仿真分析从而得出施工中拉索初张力，是保证斜拉桥成桥后结构的内力及线型是否满足设计要求的关键。然而斜拉桥是高次超静定结构，这就使得施工一次初张索力的求解变得很复杂。斜拉桥与其它一般梁式桥相比，其抗风、抗震性能以及车振性能等均有其自身的特点。通过动力分析能更真实地揭示斜拉桥桥跨结构在汽车车辆荷载作用下的受力与变形状况，并能够描述桥跨结构在地震作用下的结构响应。另外，设计中却不能忽略横梁的作用，它的正确受力分析、设计计算已成为整个设计中重要的一部分。本文针对塔、梁、墩固结体系的斜拉桥，着重分析中横梁刚度的大小对桥梁结构受力的影响。本文在前人工作的基础上利用空间有限元软件，以三亚红沙大桥为实例，针对上面提出的三个问题展开分析研究，其主要内容和结论如下：(1)采用以主梁上的弯矩最小设定的目标函数，辅以索力的影响矩阵法求解出了该大桥的目标索力。(2)对该大桥进行施工过程的仿真分析，验证倒拆—正装结果严重不闭合的问题，并针对这一问题，通过采用正装迭代法来调整拉索的初张力，最终获得了一组较理想的斜拉索施工一次初张力。(3)对该大桥进行了自振特性分析，得出了其动力特性的特点。(4)通过对该大桥进行了地震反应谱分析表明：塔根部以及塔梁固结处是斜拉桥抗震设防的关键部位；对该类桥梁进行地震分析时应取较多的振型参与计算。(5)通过匀速移动荷载动力时程响应来对车辆过桥进行模拟和利用冲击荷载作用下的瞬态动力响应来对跳车现象进行分析表明：在汽车移动荷载作用下，桥跨结构的振动现象比较明显，且速度越大振动愈显著，动力效应也就越大；车辆通过桥面以后仍有明显的余振现象；不考虑车辆轴距影响时的动力放大系数普遍大于考虑车辆轴距的情况，当把车辆重力分开加载比仅以单个移动集中力动力效果要好，模拟也