简支梁桥振动测试中跳车高度的计算方法研究

论文摘要

跳车激励是中小跨径钢筋混凝土梁式桥进行动载试验时经常采用的一种激励方式。在跳车试验中,关于跳车高度的确定是一个关键问题,并且也是一个难点,一些文献只给出了有关跳车高度的一些相应规定,但没有发现有关跳车高度理论计算的文献。本文提出了一种计算钢筋混凝土简支梁跳车高度的理论方法。此方法把实验车辆简化为两个互不相关的质量块,基于欧拉—柏努利梁模型求解了桥梁各截面的动力响应解析解,利用求得的动力响应解析解求出桥梁各截面的内力响应解析解,并将求出的简支梁桥内力响应与设计荷载作用下引起的钢筋混凝土简支梁桥的内力值进行对照,以不超过设计荷载引起的简支梁桥的各个截面的最大内力值为限制,保证对桥梁没有任何损坏的情况下,确定在钢筋混凝土简支梁桥上进行跳车试验时所允许最大跳车高度。最后,用有限元方法求解简支梁桥跳车高度、动力响应和内力响应,与用本文提出的理论方法计算得到的结果进行对比分析,结果吻合较好,从而验证了本文所提出的计算简支梁桥跳车高度的理论方法是有效的、可行的。为今后桥梁检测中进行跳车试验时跳车高度的选取提供了理论依据。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 冲击脉冲荷载的发展历程
• 1.2.2 用冲击脉冲荷载进行桥梁激励的方法
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 基于欧拉—柏努利梁模型求解简支梁桥的跳车高度
• 2.1 求解简支梁桥在脉冲荷载作用下的初速度
• 2.2 求解简支梁桥的动力响应
• 2.3 求解简支梁桥的内力响应及跳车高度
• 第三章 用有限元方法求解简支梁桥的跳车高度
• 3.1 形成系统运动方程
• 3.2 求解梁结构的刚度矩阵和质量矩阵
• 3.3 结构自由度的缩减
• 3.4 求解简支梁桥的固有频率和固有振型
• 3.5 求解简支梁桥的动力响应
• 3.5.1 初速度的求解
• 3.5.2 动力响应的求解
• 3.6 求解简支梁桥的内力响应及跳车高度
• 第四章 工程应用及结果分析
• 4.1 工程检测背景
• 4.1.1 跳车试验
• 4.1.2 简支梁桥概况
• 4.2 设计荷载作用下简支梁桥的内力值
• 4.3 荷载横向分布系数
• 4.4 简支梁桥跳车高度的计算结果
• 4.4.1 基于欧拉梁模型计算跳车高度的结果
• 4.4.2 有限元方法计算跳车高度的结果
• 4.4.3 结果对比分析
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文工作与总结
• 5.2 未来的工作和展望
• 参考文献
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 导师及作者简介