行车荷载对九江长江大桥冲击作用影响分析

论文摘要

本文以江西省交通厅科技项目——“基于视知觉的大型桥梁减损及交通安全改善技术”为依托。车辆运行速度和车间距是表征车辆运行状态的两个重要参数,而车辆运行速度的不断提高以及车辆荷载的逐渐增加已成为导致桥面破损的主要原因之一。本文以九江长江大桥为工程背景,应用有限元分析软件ANSYS,建立大桥第三联有限元模型,分析其在行车荷载作用下的冲击作用。主要内容包括以下三个部分：(1)运用有限元软件ANSYS建立九江长江大桥有限元模型；(2)通过对大桥交通量调查分析以及统计交通组成资料数据,对车辆运行速度与车辆间距对大桥的冲击作用影响进行仿真分析；(3)在限速范围内找出对大桥冲击影响最小、挠度最小时的车辆运行速度和车辆间距的合理范围。通过对行车荷载对桥梁挠度和冲击作用的影响研究,找出车辆运行状态对桥梁挠度和冲击作用的影响关系,这对有效控制车辆运行速度和扩大车辆间距、减小车辆对桥梁的冲击作用、改善车辆荷载的分布具有重要的理论价值和实践意义,从而达到增加桥上运行车辆的交通安全性以及延长桥梁使用寿命的根本目的,为基于视知觉的车辆运行状态控制技术对减小桥梁的破损机理提供理论支持,也对大型桥梁的限载、限速等提供数据支持,为大桥管理养护部门提供一定的参考意见。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 课题背景及研究意义
• 1.3 国内外研究现状及成果
• 1.3.1 车速对冲击系数的影响分析
• 1.3.2 车距对桥梁挠度变化的研究
• 1.4 研究目标、内容
• 1.4.1 研究目标
• 1.4.2 研究内容
• 第2章 桥梁结构动力分析有限元方法
• 2.1 桥梁结构有限元解法基本步骤
• 2.2 桥梁结构动力响应数值解法
• 2.2.1 中心差分法
• 2.2.2 Newmark-beta算法
• 2.2.3 Wilson-θ法和线性加速度法
• 2.3 桥梁运动方程
• 2.3.1 单元质量矩阵
• 2.3.2 单元刚度矩阵
• 2.3.3 结构阻尼矩阵
• 2.3.4 自由振动特征值
• 2.3.5 子空间迭代法
• 2.4 本章小结
• 第3章 九江长江大桥有限元仿真分析
• 3.1 九江长江大桥概况
• 3.1.1 总体设计
• 3.1.2 上部结构
• 3.1.3 下部结构
• 3.1.4 主要技术指标
• 3.2 有限元模型的建立
• 3.2.1 单元的选取
• 3.2.2 参数设定
• 3.2.3 有限元模型
• 3.3 自振特性分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 车速与车距对桥梁冲击作用影响
• 4.1 交通流量数据分析
• 4.1.1 按车型分类
• 4.1.2 按车速分类
• 4.2 车速对桥梁冲击作用的影响
• 4.3 车距对桥梁冲击作用的影响
• 4.4 车速和车距组合作用
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文