考虑桥面不平顺随机激励的车桥耦合方程精细积分解法

摘要

桥梁结构采用模态综合叠加技术建立振动方程,车辆简化为9自由度弹簧质量阻尼系统,依据车轮与桥面间的接触关系建立车桥耦合振动方程.引入虚拟激励法,考虑桥面不平顺的随机激励作用,将桥面激励荷载等效分解到单元节点上,使用精细积分法求解车桥耦合方程.同时,以一座30 m跨的简支T梁桥为例,精细积分法求解桥梁的振动响应,并验证了算法的有效性.研究结果表明:结合虚拟激励法和精细积分法求解桥梁的振动响应,不受桥面随机激励样本数量的限制,计算速度和精度明显优于蒙特卡罗法;行车速度和桥面路况等级对桥梁振动响应的均值影响较小,但对桥梁振动响应的标准差影响较大;根据三倍标准差原理,桥梁振动响应的极大值与桥面不平顺的随机性有很大关系;精细积分法求解复杂的三维车桥耦合系统振动问题,求解精度高,数值稳定,消耗的计算时间少.