基于车-桥耦合振动的钢-混组合工字梁桥动力冲击系数研究

摘要

为探讨现行规范对钢-混组合工字梁桥动力冲击系数计算的合理性,以某地区高速公路新建3跨钢-混组合工字连续梁桥为例,基于车桥耦合振动分析理论,采用ABAQUS软件建立了车辆-桥梁动力相互作用模型,将数值模拟结果与实桥静载、动载试验下的桥梁反应进行对比。在验证数值模型准确性的基础上,基于概率统计假设检验方法,分析了40种路面不平整度和4种行车速度下桥梁中跨与边跨的动力冲击系数。结果表明:随着车辆速度的增加,桥梁冲击系数值呈现先增后减的趋势,在车速40 km/h时达到较大值;使用离散傅里叶逆变换方法计算路面不平整度得到冲击系数样本的概率分布,中跨冲击系数值服从正态分布,边跨冲击系数值服从对数正态分布;各工况下桥梁中跨冲击系数的值大于桥梁边跨值。对冲击系数的数值计算结果进行概率分布函数拟合,采用拟合函数的数学期望值作为最终结果,得到不同函数下中跨与边跨冲击系数分别为1.20、1.14,而规范取值为1.17。在进行高速公路钢-混组合工字梁桥的设计时,应考虑对桥梁中跨冲击系数进行适当放大以利桥梁安全。