高墩大跨桥梁车桥耦合振动行车安全性与舒适性评价方法

论文摘要

随着交通事业的发展,我国已建成的桥梁数以万计,其中,高墩大跨预应力混凝土桥梁得到越来越广泛的应用,与此同时,公路桥梁上行驶的车辆也越来越多,公路桥梁车桥耦合振动问题也因此逐渐开始受到桥梁界的关注。与铁路桥梁已经形成比较完善的列车安全性与舒适性评价体系相比,我国目前对于公路桥梁行车安全性与舒适性的评价研究比较少,尤其对于高墩大跨桥梁车桥耦合振动情况下的行车安全性与舒适性评价方法的研究,目前国相关研究更少。本文结合西部交通建设课题“高墩大跨桥梁车桥耦合振动及其影响分析研究”子课题四“公路桥梁车桥耦合振动对行车安全与舒适性的影响分析”,分别以某连续梁桥、连续刚构桥、刚构-连续组合体系桥梁为依托工程,采用空间7自由度双轴车辆模型,运用数值分析方法,通过模拟多种桥面行车工况,对车桥耦合振动行车安全性与舒适性评价方法进行了详细的数值模拟分析。通过大量数值计算,针对不同车速、不同路面等级情况,分别作出了车辆在桥上行驶时的点头加速度和侧转角加速度曲线包络图；运用1/3倍频带评价方法,对车辆在桥上行驶时驾驶员位置处的竖向加速度时程曲线进行傅里叶变换,得到其加速度均方差曲线,将该曲线与ISO 2631标准规定的疲劳-降低工效界限相比较,据此评价了车辆在依托工程桥梁上多工况行驶时的驾驶员舒适性。本文研究的评价方法,可为该类桥梁的车桥耦合振动行车安全性与舒适性评价提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究目的及主要研究内容
• 第二章 车桥耦合振动分析原理
• 2.1 空间七自由度双轴车辆模型
• 2.2 桥跨结构动力平衡方程
• 2.3 车桥耦合振动有限元数值分析方法
• 2.4 本章小结
• 第三章 高墩大跨桥梁车桥耦合振动行车安全性评价
• 3.1 高墩大跨桥梁车桥耦合行车安全性评价原理与方法
• 3.2 连续梁桥车桥耦合振动行车安全性分析
• 3.2.1 依托工程背景
• 3.2.2 桥梁及车辆有限元模型
• 3.2.3 行车安全性评价
• 3.3 连续刚构桥车桥耦合振动行车安全性分析
• 3.3.1 依托工程背景
• 3.3.2 桥梁及车辆有限元模型
• 3.3.3 行车安全性评价
• 3.4 刚构连续组合体系梁桥车桥耦合振动行车安全性分析
• 3.4.1 依托工程背景
• 3.4.2 桥梁及车辆有限元模型
• 3.4.3 行车安全性评价
• 3.5 本章小结
• 第四章 高墩大跨桥梁车桥耦合振动行驶舒适性评价
• 4.1 行驶舒适性评价方法
• 4.1.1 吸收功率法
• 4.1.2 1/3倍频带法
• 4.1.3 总的加权值评价法
• 4.1.4 本文选取的方法
• 4.2 连续梁桥车桥耦合振动行驶舒适性分析
• 4.2.1 依托工程背景
• 4.2.2 桥梁及车辆有限元模型
• 4.2.3 行驶舒适性评价
• 4.3 连续刚构桥车桥耦合振动行驶舒适性分析
• 4.3.1 依托工程背景
• 4.3.2 桥梁及车辆有限元模型
• 4.3.3 行驶舒适性评价
• 4.4 刚构连续组合体系梁桥车桥耦合振动行驶舒适性分析
• 4.4.1 依托工程背景
• 4.4.2 桥梁及车辆有限元模型
• 4.4.3 行驶舒适性评价
• 4.5 本章小结
• 结论与建议
• 结论
• 进一步研究建议
• 参考文献
• 致谢