基于有限元模型修正的大跨度懸索橋隨機車流車-橋耦合振動分析.pdf

1、車-橋耦合振動是車輛體系與橋梁結構體系相互作用的結果，以往對橋梁結構動力響應的研究多局限于既定車流，且研究的車輛模型多為兩軸和三軸車型，但實際行駛于橋面的車流具有很強的隨機性，車型多為兩軸、三軸、四軸、五軸及六軸不等；加之橋梁結構的計算模型與實際結構之間存在一定的差異，這進一步影響了計算結果的精度，因而對應的研究成果，在其推廣應用上還具有一定的局限性。因此，本文從對公路實橋隨機車流的研究入手，結合橋梁結構有限元計算模型的修正技術，研究了

2、隨機車流作用下大跨度懸索橋的車-橋耦合振動響應，具體內容表現為以下幾方面： (1)研究了隨機車流隨機特性的分布規(guī)律，編制了車速、車距、車型及車重隨機的車流的模擬程序，提出了組合預測法，并以該方法對公路橋梁的車輛流量進行實時預測，取得了較好的預測效果；通過對公路實橋車輛流量的統計分析，得到了常見車流的一般統計參數，建立了隨機車流參數數據庫，生成了不同類型的隨機車流模型。 (2)提出了基于敏感參數分析的子結構有限元模型的修正

3、方法，并以四渡河特大懸索橋為研究對象，實現了對該橋有限元計算模型的成功修正，為后續(xù)進行的橋梁結構車一橋耦合振動分析等奠定了堅實的基礎。 (3)建立了21自由度的四軸車型、25自由度的五軸車型及29自由度六軸車型的模型，在現有的13自由度的雙軸車型及17自由度的三軸車型的基礎上，完善了隨機車流典型車輛的計算模型體系，提高了隨機車流中車輛模型的計算精度。基于VB語言，編制了隨機車流車-橋耦合振動分析程序，實現了該程序與隨機車流模擬生

4、成程序及大型有限元計算程序Ansys之間的接口；通過以單質量彈簧體系過梁模型及某大跨度連續(xù)剛構的動力荷載試驗，對該程序的有效性進行了驗證。 (4)系統地研究了16類常見車輛的車型、懸掛剛度、懸掛阻尼及行車狀態(tài)對橋梁結構動力響應產生的影響；揭示了大跨度懸索橋主纜、吊索、中央扣、加勁梁及主塔等結構參數的變化對車-橋耦合振動的影響及規(guī)律，研究的結論表明橋梁結構在車-橋耦合振動的作用下，其對應的沖擊系數并不單一的隨著結構剛度的增大而增大