以雙軸四自由度簡構車輛和簡支梁橋為對象,綜合考慮車輛前后車輪與橋面貼合和分離的情況,建立以車輪與橋面位移相容條件為判別依據(jù)的跳車分析模型。當車輪、橋體、橋面不平度三者的位移矢量和小于零時判定車輪與橋面分離,而車輛將在重力作用下重新回到橋面與橋梁產(chǎn)生二次接觸,從而影響橋梁位移響應。本文采用Matlab自編程序求解耦合模型,重點研究在車輛速度、橋面周期不平順和隨機不平順三種因素的影響下考慮跳車情況后的橋梁位移動態(tài)響應。文中數(shù)值算例表明:當橋面平順時,跳車工況下橋梁位移曲線與車橋密貼結果高度一致,差值小于3%,證明了該判別條件的準確性;而當橋面不平順時,跳車工況橋梁豎向位移較密貼工況有10%左右的增幅,且跳車工況下的橋梁位移曲線波動幅值隨橋面等級的降低而增大。故在車橋耦合動力學分析中,當橋面存在不平順時應充分考慮橋面跳車帶來的影響。 

【文章來源】：應用力學學報. 2020,37(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

級橋面不平順樣本Fig.2C-levelbridgesurfaceirregularityimage

第3期譚也平，等：基于橋面不平順導致跳車工況下的車橋相互作用分析949顯著重疊；橋面動位移響應趨勢和峰值位置均相同，最大誤差低于0.3%。(a)v=20km/h(b)v=40km/h(c)v=60km/h(d)v=80km/h圖3橋面平順下計算結果對比Fig.3Comparisonofcalculationresultsofsmoothbridge(a)v=20km/h(b)v=40km/h(c)v=60km/h(d)v=80km/h圖4橋面周期不平順下計算結果對比Fig.4Comparisonofcalculationresultsofbridgecycleirregularity同樣考慮車輛以如上速度通過周期不平順橋面，不平順幅值0B為0.03。將兩種情況下的橋梁豎向位移響應進行比較，如圖4所示。由以上兩類位移時程曲線可以得出以下規(guī)律。1)橋面平順時兩類工況位移曲線基本一致，說明本文跳車判別條件準確；同時也說明了在橋面平順時不發(fā)生跳車工況，此時假定車橋間密貼接觸合理，且由此帶來的誤差在容許范圍之內(nèi)。2)當橋面存在一定等級不平順時，跳車工況下橋梁位移響應與密貼行駛的結果存在明顯差值；當橋面等級由平順變?yōu)榉禐?.03的周期不平順時，誤差大于5%。這類差值與車輛速度以及橋面不平順顯著相關，隨速度與橋面不平順度不同而產(chǎn)生波動。綜上，考慮到橋面的不平順會直接引發(fā)車橋短暫分離的現(xiàn)象，而此類現(xiàn)象亦會對橋面動力響應產(chǎn)生復雜影響，所以在研究橋梁的動態(tài)響應時有必要考慮橋面跳車的工況。5.2不同軸距下兩種情況的對比分析因為在單軸模型跳車分析中忽略了軸距a的影響，故分別采用2.5m、3.5m、4.5m這3類軸距研究橋跨位移響應隨軸距的變化規(guī)律。選取60km/h車速通過B級隨機不平橋面。兩類工況下的位移時程曲線及具體數(shù)據(jù)如圖5所示。(a)不考慮跳車(b)考慮跳車(

車橋相互作用分析949顯著重疊；橋面動位移響應趨勢和峰值位置均相同，最大誤差低于0.3%。(a)v=20km/h(b)v=40km/h(c)v=60km/h(d)v=80km/h圖3橋面平順下計算結果對比Fig.3Comparisonofcalculationresultsofsmoothbridge(a)v=20km/h(b)v=40km/h(c)v=60km/h(d)v=80km/h圖4橋面周期不平順下計算結果對比Fig.4Comparisonofcalculationresultsofbridgecycleirregularity同樣考慮車輛以如上速度通過周期不平順橋面，不平順幅值0B為0.03。將兩種情況下的橋梁豎向位移響應進行比較，如圖4所示。由以上兩類位移時程曲線可以得出以下規(guī)律。1)橋面平順時兩類工況位移曲線基本一致，說明本文跳車判別條件準確；同時也說明了在橋面平順時不發(fā)生跳車工況，此時假定車橋間密貼接觸合理，且由此帶來的誤差在容許范圍之內(nèi)。2)當橋面存在一定等級不平順時，跳車工況下橋梁位移響應與密貼行駛的結果存在明顯差值；當橋面等級由平順變?yōu)榉禐?.03的周期不平順時，誤差大于5%。這類差值與車輛速度以及橋面不平順顯著相關，隨速度與橋面不平順度不同而產(chǎn)生波動。綜上，考慮到橋面的不平順會直接引發(fā)車橋短暫分離的現(xiàn)象，而此類現(xiàn)象亦會對橋面動力響應產(chǎn)生復雜影響，所以在研究橋梁的動態(tài)響應時有必要考慮橋面跳車的工況。5.2不同軸距下兩種情況的對比分析因為在單軸模型跳車分析中忽略了軸距a的影響，故分別采用2.5m、3.5m、4.5m這3類軸距研究橋跨位移響應隨軸距的變化規(guī)律。選取60km/h車速通過B級隨機不平橋面。兩類工況下的位移時程曲線及具體數(shù)據(jù)如圖5所示。(a)不考慮跳車(b)考慮跳車(regardlessofvehiclejump)(vehiclejump)(c)峰?

【參考文獻】：
期刊論文
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