大跨度钢管混凝土拱桥车桥耦合振动分析

摘要：

为分析大跨度公路钢管混凝土拱桥的车桥耦合振动响应,以及车桥同频率对车桥耦合动力响应的放大问题,利用有限元软件ANSYS建立平南三桥有限元模型,基于车桥耦合振动理论,结合多体动力学软件Universal Mechanism(UM)提高运算速率,使用UM中20自由度的KAMAZ-55111 Truck联合UM,MAC导出的不同截断频率的拱桥子模型,进行车桥耦合振动响应分析.探讨桥面不平顺等级、行车间距和桥梁结构阻尼等因素对车桥耦合振动响应的影响,及桥梁固有频率和车辆固有频率相近时对车桥耦合振动系统的影响.研究结果表明:对车辆和拱桥结构动力响应的影响最突出的因素是桥面不平顺等级,车桥的动力响应随着桥面不平顺等级的降低而增大,拱桥的动力响应却随着车队行车间距的增大而减小,主要体现在适度车距对位移峰值的"削峰"和"翘曲"作用;短吊杆的冲击系数随着拱桥阻尼比的增大而减小,拱桥阻尼比对跨中振动位移影响较小,对跨中加速度的影响较为明显,但对车辆动力响应的影响并不明显;2种车桥同频共振情况都放大了拱桥的动力响应,但截断频率12的情况车桥频率并未很接近,存在差别,放大并不明显,车辆的动力响应变化受其本身的弹簧阻尼悬架系统影响并不明显.可见保持良好的车距、加强对桥梁路面的管养、控制行车间距、避免车桥频率接近等措施都能合理地减小车桥耦合振动响应,延长拱桥使用寿命.

关键词：钢管混凝土拱桥、车桥耦合振动、有限元法、桥面不平顺、动力响应

所属期刊栏目：19

分类号：U441.3(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-02-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：3693-3704