【摘要】：箭灘河大橋及其復(fù)線橋均為空腹式懸鏈線鋼筋混凝土箱形拱橋。在動力試驗(yàn)時,箭灘河大橋動力特性正常,結(jié)構(gòu)動力性能基本滿足橋梁正常使用的要求,而復(fù)線橋測試橋跨的車輛沖擊效應(yīng)顯著,實(shí)測的沖擊系數(shù)(μ)最大達(dá)到0.36(對于70.0m跨徑的拱橋,沖擊系數(shù)按照舊規(guī)范不作考慮,按照新規(guī)范取值為0.13),豎向振動加速度峰-峰值最大達(dá)到1.431m/s2,橫向振動加速度峰-峰值最大達(dá)到0.716m/s2,沖擊效應(yīng)顯著,屬異常振動現(xiàn)象。本文針對此橋異常振動的現(xiàn)象進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬分析,對其異常振動的相關(guān)原因進(jìn)行了探究,主要研究內(nèi)容有以下幾方面:①首先按照箭灘河大橋復(fù)線橋的設(shè)計(jì)資料建立有限元模型,然后通過調(diào)整材料參數(shù)來修正模型,使得模型的自振特性與實(shí)際結(jié)構(gòu)盡量接近,并以此理論模型為基礎(chǔ)計(jì)算箭灘河大橋復(fù)線橋的動力響應(yīng),將沖擊系數(shù)計(jì)算值與箭灘河大橋及其復(fù)線橋的沖擊系數(shù)實(shí)測值進(jìn)行對比分析,以此來探討模型建立的合理性和異常振動的相關(guān)因素。②通過收集41座拱橋的動力試驗(yàn)數(shù)據(jù),對結(jié)構(gòu)自振頻率、沖擊系數(shù)、阻尼比等參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),以此來探究影響沖擊系數(shù)的主要因素;同時結(jié)合箭灘河大橋復(fù)線橋橋面呈波浪狀凹槽的特點(diǎn),采用將空間頻率轉(zhuǎn)換為時間頻率的方法,模擬橋面不平整條件下的車橋耦合作用,以此來探究箭灘河大橋復(fù)線橋異常振動的主要原因。主要結(jié)論如下:①橋面不平整和車橋耦合振動兩個因素的聯(lián)合作用是影響沖擊系數(shù)的主要因素。箭灘河大橋復(fù)線橋橋面技術(shù)狀況較差,有明顯的波浪狀凹槽,在此條件下車橋頻率耦合使其橋梁結(jié)構(gòu)的沖擊效應(yīng)顯著,兩因素的聯(lián)合作用是箭灘河大橋復(fù)線橋異常振動的主要原因之一。②車速變化對沖擊系數(shù)有一定程度影響。從箭灘河大橋復(fù)線橋在未考慮橋面不平整時的理論模型計(jì)算結(jié)果來看,沖擊系數(shù)有隨著車速的增大而增大的趨勢,這一定程度表明車速與箭灘河大橋復(fù)線橋的異常振動有一定關(guān)聯(lián)性。③矢跨比對沖擊系數(shù)的影響是有一定的規(guī)律。拱橋的矢跨比較小時,其梁結(jié)構(gòu)特征趨于明顯,同時前兩階豎向頻率也趨向接近,這樣容易造成車橋頻率耦合,從而增大沖擊效應(yīng)。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果反映出箭灘河大橋復(fù)線橋的矢跨比跟其異常振動有一定相關(guān)性。
【圖文】：

(5) 車速為 50km/h圖 3-2 L/4、L/2 截面計(jì)算動位移時域曲線圖 3-3 L/4、L/2 截面計(jì)算靜位移曲線表 3.2 跑車試驗(yàn)動位移和靜位移計(jì)算結(jié)果工況10km/h跑車20km/h跑車30km/h跑車40km/h跑車50km/h跑車最移m）L/2 截面 fdmin-9.593 -9.728 -9.619 -9.785 -10.470 -L/4 截面 fdmin-6.714 -6.735 -6.961 -7.010 -7.298 -mm

圖 3-3 L/4、L/2 截面計(jì)算靜位移曲線表 3.2 跑車試驗(yàn)動位移和靜位移計(jì)算結(jié)果工況10km/h跑車20km/h跑車30km/h跑車40km/h跑車50km/h跑車最移m）L/2 截面 fdmin-9.593 -9.728 -9.619 -9.785 -10.470 -L/4 截面 fdmin-6.714 -6.735 -6.961 -7.010 -7.298 -沖擊系數(shù)表征了橋梁結(jié)構(gòu)動力效應(yīng)的綜合指標(biāo)，，按照下式計(jì)算：（3.15）式中：fdmax最大動位移；fjmax最大靜位移。按照式（3.15）計(jì)算相關(guān)截面的沖擊系數(shù)，并整理計(jì)算結(jié)果如下表。表 3.3 跑車試驗(yàn)沖擊系數(shù)計(jì)算結(jié)果工況10km/h20km/h30km/h40km/h50k-11maxmax jdff
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U441.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 趙長軍,王鋒君,陳強(qiáng),徐興;大跨度鋼管混凝土拱橋空間穩(wěn)定性分析[J];公路;2001年02期

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1 吳游宇;鋼管混凝土拱橋的動力特性及車橋共振分析[D];武漢理工大學(xué);2004年

本文編號：2520946