车辆荷载作用下钢管混凝土拱桥的动态分析

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发布时间：2021-11-20

资料介绍

Yo(x)=Yosin(kx+φ )
(1)
0引言
其中:yo是路面不平整的幅值;k=2π/A,λ表
随着交通事业的发展，汽车的行驶速度不断
示路面不平整的波长;φ为初始相位，这里不妨取
提高，载重不断增加;与此同时，材料工业的不断
为零。根据x=vt,并令w=k v=2π Dλ，则式(1)可
发展、高强材料的普遍应用使得桥梁向轻型化发
改写为式(2):
展，活载在总荷载中所占的比重不断增加。因此，
yo(t)=Ysin(wt)
(2)
公路桥梁的车振问题日益突出。但由于我国对公
1.2动荷载计算
路桥梁车振研究总体上开展得较晚，所以钢管混
车辆是一个多质点的复杂振动系统,因此要描
凝土拱桥的车振问题的研究也开展得不够。
述车辆的实际振动情况是一个相当复杂的问题。
钢管混凝土拱桥中的中下承式拱桥基本上采
国内外已有的研究报告和实测资料指出:采用四分
用柔性吊杆连接拱肋与桥面系，除少数拱梁组合
之一车身结构的两自由度车辆振动模型来测定车
桥外，大部分桥梁的桥面系与拱肋是处于相互独
辆垂直振动的加速度时能达到令人满意的精度。
立的结构。在振动计算结果中表现为两者的振动
图1为采用1/4车的两自由度模型。
不同步;在使用中表现为车辆经过时桥面振动较
大。因此,有必要对大跨度钢管混凝土拱桥由于汽
车通过引起的动态响应进行研究。
k,
，之中
1车辆动荷载的分析计算
1.1不平整路面的生成
由于道路表面具有不规则性，当车辆以-定
速度驶过时，路面形状的不规则会给车辆一个激
励，从而引起车辆的振动，结果导致连续变化的轮
胎力，即轮胎力关于静力学值的波动(动力学轮胎
力)，并最终引起道路表面的动应力和动应变。因
图1振动系统模型
此，路面不平度是研究车辆动荷载的关键和前提。
在图1中，m表示非悬挂质量(车轮质量);
路面不平整是引起车辆振动的主要原因，大量
m2表示悬挂质量(车身质量);k;表示轮胎刚度;kz
的测试和研究都已经表明，它是一个典型的随机过
表示悬挂弹簧刚度; C表示轮胎阻尼系数;C2表示
程。依据文献[1],本文把路面不平整度简化为正弦
悬挂阻尼器阻尼系数。
函数。
该两自由度系统受迫振动的运动微分方程为: