發(fā)布時(shí)間：2020-03-21 16:24

【摘要】：我國(guó)幅員遼闊,氣候多變,大部分省市道路都會(huì)受到積雪、結(jié)冰的影響,雪后因車(chē)輛與橋面接觸條件發(fā)生變化引起嚴(yán)重交通事故,橋面的變化對(duì)高速公路的通行能力和交通安全的影響受到社會(huì)各界普遍關(guān)注,橋面積雪、結(jié)冰所產(chǎn)生的車(chē)輛與橋梁的振動(dòng)響應(yīng)問(wèn)題亟待解決。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)橋面積雪、結(jié)冰等不同路況的摩擦系數(shù)進(jìn)行測(cè)定,采用車(chē)輛與橋梁理論公式推導(dǎo)和數(shù)值模擬求解相結(jié)合的研究方法,建立車(chē)橋動(dòng)力系統(tǒng)模型,對(duì)車(chē)輛—橋梁動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行分析。主要內(nèi)容如下:(1)提出冬季橋面摩擦系數(shù)的測(cè)定方法,分別針對(duì)瀝青橋面、冰水橋面、積雪橋面和結(jié)冰橋面四種不同路況,測(cè)定其摩擦系數(shù);通過(guò)相同體積法和質(zhì)量等價(jià)法兩種方法測(cè)量雪密度;為后文中考慮積雪、結(jié)冰橋面時(shí)模型的建立、分析提供實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。(2)借助MATLAB語(yǔ)言建立17個(gè)自由度空間車(chē)輛簡(jiǎn)化模型以及橋面不平度模型,基于ANSYS平臺(tái)建立斜拉橋三維空間有限元模型,分析推導(dǎo)以橋面為界的車(chē)輛與橋梁之間相互作用的豎向接觸力、側(cè)向接觸力平衡關(guān)系及位移協(xié)調(diào)關(guān)系,通過(guò)數(shù)據(jù)相互調(diào)用,進(jìn)行車(chē)輛與橋梁之間的相互迭代計(jì)算,最終實(shí)現(xiàn)數(shù)值求解。(3)以某獨(dú)塔雙索面雙跨式斜拉橋?yàn)楣こ瘫尘?采用ANSYS軟件建立斜拉橋的空間有限元模型,在斜拉橋自振特性分析的基礎(chǔ)上,以全過(guò)程迭代的數(shù)值計(jì)算方法,分別進(jìn)行不同車(chē)輛速度、車(chē)輛質(zhì)量、車(chē)輛數(shù)量和車(chē)輛間距下斜拉橋動(dòng)力響應(yīng)分析及動(dòng)力沖擊系數(shù)計(jì)算。(4)基于前述單車(chē)與多車(chē)模型,建立積雪、結(jié)冰環(huán)境下的車(chē)橋動(dòng)力系統(tǒng)模型,對(duì)車(chē)輛—橋梁動(dòng)力響應(yīng)分析得出:瀝青橋面、冰水橋面、積雪橋面和結(jié)冰橋面對(duì)車(chē)輛豎向振動(dòng)響應(yīng)以及橋梁的振動(dòng)響應(yīng)影響較小,但對(duì)車(chē)輛的側(cè)向滑動(dòng)有顯著的影響;橋面不平度等級(jí)是車(chē)輛—橋梁動(dòng)力系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的重要影響因素。
【圖文】：

到飛速的發(fā)展，公路總里程明顯提高；橋梁作為公路交通跨越河流、障礙物的部分，為車(chē)輛行駛提供了平順、穩(wěn)定的橋上線路，確保車(chē)輛行駛的安全性以及性。我國(guó)幅員遼闊，氣候多變，夏季氣溫高，冬季氣溫低。氣候的四季變化對(duì)我國(guó)通運(yùn)輸業(yè)有顯著的影響，特別是冬季雨雪天氣的出現(xiàn)，影響人們的衣、食、住、會(huì)造成重大的災(zāi)害。例如，2014 年 2 月，日本遭受暴雪襲擊導(dǎo)致嚴(yán)重災(zāi)害；國(guó)南方各大省市也遭受了重大雪災(zāi)，頻頻出現(xiàn)的暴雪災(zāi)害逐漸成為當(dāng)前社會(huì)普焦點(diǎn)問(wèn)題。雨雪天氣之后，干燥的瀝青橋面就會(huì)被積水、積雪覆蓋，形成冰水橋面、積雪冰橋面。同時(shí)橋梁由于懸空，橋體熱量易散發(fā)，所以橋面溫度隨空氣溫度下降較橋面與路面相比積雪更不容易融化，且橋面更容易出現(xiàn)結(jié)冰。橋面積雪、結(jié)冰路的通行能力和交通安全將產(chǎn)生嚴(yán)重影響。例如，2008 年 1 月，積雪導(dǎo)致交通停長(zhǎng)江大橋成步行街（圖 1-1）；2010 年 3 月合淮阜高速莊墓大橋貨車(chē)因橋面結(jié)翻事故（圖 1-2）；2014 年 2 月鄭州彩虹橋上因橋面積雪濕滑導(dǎo)致車(chē)輛相撞（圖 17 年 12 月淮安某橋上多車(chē)相撞，主要是橋面結(jié)冰引起（圖 1-4）。

到飛速的發(fā)展，公路總里程明顯提高；橋梁作為公路交通跨越河流、障礙物的部分，為車(chē)輛行駛提供了平順、穩(wěn)定的橋上線路，確保車(chē)輛行駛的安全性以及性。我國(guó)幅員遼闊，氣候多變，夏季氣溫高，冬季氣溫低。氣候的四季變化對(duì)我國(guó)通運(yùn)輸業(yè)有顯著的影響，特別是冬季雨雪天氣的出現(xiàn)，影響人們的衣、食、住、會(huì)造成重大的災(zāi)害。例如，2014 年 2 月，日本遭受暴雪襲擊導(dǎo)致嚴(yán)重災(zāi)害；國(guó)南方各大省市也遭受了重大雪災(zāi)，頻頻出現(xiàn)的暴雪災(zāi)害逐漸成為當(dāng)前社會(huì)普焦點(diǎn)問(wèn)題。雨雪天氣之后，干燥的瀝青橋面就會(huì)被積水、積雪覆蓋，形成冰水橋面、積雪冰橋面。同時(shí)橋梁由于懸空，橋體熱量易散發(fā)，，所以橋面溫度隨空氣溫度下降較橋面與路面相比積雪更不容易融化，且橋面更容易出現(xiàn)結(jié)冰。橋面積雪、結(jié)冰路的通行能力和交通安全將產(chǎn)生嚴(yán)重影響。例如，2008 年 1 月，積雪導(dǎo)致交通停長(zhǎng)江大橋成步行街（圖 1-1）；2010 年 3 月合淮阜高速莊墓大橋貨車(chē)因橋面結(jié)翻事故（圖 1-2）；2014 年 2 月鄭州彩虹橋上因橋面積雪濕滑導(dǎo)致車(chē)輛相撞（圖 17 年 12 月淮安某橋上多車(chē)相撞，主要是橋面結(jié)冰引起（圖 1-4）。
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U441.3

【參考文獻(xiàn)】

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8 易建輝;何寧輝;;擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀操作性能的探討[J];山西建筑;2009年02期

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8 岳祖潤(rùn);鐵路橋梁三維耦合振動(dòng)仿真與墩臺(tái)狀態(tài)評(píng)估[D];鐵道部科學(xué)研究院;2002年

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本文編號(hào)：2593603