简支转连续连续梁桥车桥振动特性计算分析

摘要

本文通过对简支转连续的连续梁桥-车辆相互作用问题的研究，试图从理论上探讨上述问题，为今后完善桥梁设计提供理论依据。 本文利用振型叠加法的思想，在利用现有通用有限元软件对桥梁结构模态分析的基础上，建立车桥耦合振动方程。推导了单自由度和七自由度两种车辆模型的振动方程，并且与桥梁振动方程耦合，建立耦合振动方程，最后通过Matlab数学语言编制程序将计算方法实现。 本文对公路上常见的四种跨径的简支转连续连续箱梁桥进行了车桥耦合振动动力特性的对比分析。同时也详细对比分析了桥面铺装、截面尺寸和行驶车速的变化等对该类桥型的车桥振动动力特性的影响，得到影响该类桥车桥耦合振动性能的关键因素，并且提出设计建议。论文中通过算例与其它资料和试验数据的对比，验证了计算方法和所编程序的可靠性。 在车辆动荷载作用下，桥梁结构容易和行驶车辆产生共振，其产生的应力远远大于同样量值的静力荷载作用下的应力，引起结构局部疲劳损伤，或会形成影响桥面上行车舒适性和安全性的振动变形和加速度，甚至使桥梁结构完全破坏。因此对公路上日益增多的简支转连续连续梁桥的车桥耦合振动特性进行分析是非常必要的，具有重要的现实意义。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2国内外研究的历史和现状

1.3研究的意义

1.4本文研究的主要内容

第2章车辆桥梁体系振动计算的理论分析

2.1概述

2.2车辆模型

2.2.1基本假定

2.2.2车辆模型

2.3车辆模型振动方程建立

2.3.1车辆模型一振动方程建立

2.3.2车辆模型二振动方程建立

2.4桥梁振动方程建立

2.4.1质量、刚度、阻尼矩阵

2.4.2广义外荷载Fn

2.5耦合振动方程建立

2.6振动方程组求解

第3章简支转连续-连续梁桥自振特性的计算分析

3.1概述

3.2 ANSYS环境下的模态分析

3.2.1 ANSYS的功能特性

3.2.2桥梁力学模型的模态分析

3.3自振特性计算结果

3.4本章小结

第4章简支转连续-连续梁桥动力特性的影响因素计算分析

4.1概述

4.2 Matlab计算程序

4.3动力特性的影响因素计算及结果分析

4.3.1车速的影响分析

4.3.2截面尺寸的影响分析

4.3.3桥面铺装的影响分析

4.4本章小结

结论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明及哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢

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