桥面平整度仿真模拟及评价方法研究

论文摘要

本文依托西部交通建设科技项目“高墩大跨桥梁车桥耦合振动及其影响分析研究”并承担子课题“桥面平整度仿真模拟及等级评价方法研究”。通过研究可以从中了解到桥面的平整度对车桥耦合振动的影响非常大,但上述参数由于实际中的不确定性,模拟起来有着相当大的难度。而且缺乏客观的桥面平整度评价系统,很难对桥面的平顺性进行分类。论文主要由三大部分组成：桥面平整度实测仪器及测量原理；桥面平整度数值模拟；桥面平整度平顺性等级评价方法。用于平整度检测的仪器主要可分为断面类、反应类和主观类。无论是断面类还是反应类的测量仪器,都有其自身的优势和不足。所以我们在进行实际的路面或者桥面平整度测量时,为了得出较为合适的平整度数据,应该综合考虑纵断面形式、纵断面长度、所需要的人力、物力、财力,平整度数据的精确性、所耗用的时间等,做到具体问题具体分析。对于桥面的平整度,尤其是高墩大跨径的桥面平整度来说,在测量平整度的同时,需要剔除桥梁振动的干扰因素。利用给定的功率谱密度函数通过自编的计算机程序对桥面平整度进行仿真模拟,采用的数学模型为白噪声法和傅里叶逆变换法,这样可以有效的避免实际测量桥面平整度的复杂工序,大大减少了人力、物力、财力的投入,可以为车辆桥梁振动方面的研究提供基础性的数据。最后提出一种评价桥梁平顺性方法。该方法通过建立功率谱评价指标与其它评价指标之间的关系,将桥面平整度序列通过一系列的变换转化为离散的功率谱数据,并与给定的各个等级的功率谱密度函数进行对比,从而评判桥面的平整度等级。并且用两种不同数值方法模拟的桥面平整度序列和实际的依托工程项目分别对桥面平整度评价方法进行评价验证,从而判定评价方法的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 桥面平整度的研究背景
• 1.1.1 平整度的定义
• 1.1.2 平整度的重要性
• 1.1.3 公路桥梁车桥耦合课题研究背景
• 1.1.4 桥面平整度研究概况
• 1.2 路面谱平整度研究现状
• 1.3 本文研究目标及主要内容
• 第二章 桥面平整度的测量和仪器
• 2.1 断面类平整度测定
• 2.1.1 相对基准面平整度测量仪测定方法
• 2.1.2 绝对基准面平整度测量仪测定方法
• 2.2 反应类平整度测定
• 2.3 主观评价法
• 2.4 本章小结
• 第三章 桥面平整度的数值模拟
• 3.1 数值模拟方法概述
• 3.1.1 桥面平整度数值模拟研究状况
• 3.1.2 桥面平整度数值模拟表示方法
• 3.2 桥面平整度的数值模拟方法
• 3.2.1 平整度分析数学基础
• 3.2.2 基于白噪声法的平整度数值模拟分析
• 3.2.3 基于傅里叶逆变换的平整度数值模拟分析
• 3.3 桥面平整度特征属性比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 桥面平整度等级评价方法
• 4.1 谱分析方法概述
• 4.1.1 桥面功率谱密度函数定义
• 4.1.2 窗函数
• 4.1.3 桥面功率谱估计方法
• 4.2 桥面平整度评价方法
• 4.2.1 桥面平整度评价指标
• 4.2.2 评价指标之间的关系
• 4.2.3 桥面平整度评价原理
• 4.3 本章小结
• 第五章 桥面平整度等级评价实例
• 5.1 依托工程概况
• 5.2 数据预处理方法
• 5.2.1 消除趋势项
• 5.2.2 平稳性检验
• 5.3 桥面平整度评价
• 5.3.1 评价步骤
• 5.3.2 评价结果
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间参加的科研项目
• 致谢