公路桥梁与车辆耦合振动研究趋势探析
浅析桥梁结构的风-车-桥耦合振动问题
浅析桥梁结构的风-车-桥耦合振动问题1 引言：随着我国经济的飞速发展，大跨度桥梁越来越多，由于柔度很大，所以在风和上面的车辆作用下，会产生较大的变形和振动会对上面的行人以及桥梁产生较大的危险。
因而对风-车-桥耦合振动的研究也越来越重要。
本文介绍了目前国内和国外风-车-桥耦合振动研究的概况以及工作中尚存的有待进一步完善的问题，并指出了风-车-桥耦合振动问题未来发展趋势。
2 国内和国外风-车-桥耦合振动研究的概况以及工作中存在的问题2.1国内风车桥耦合振动研究概况我国学者以结构动力学为基础，分析了连续梁桥结构在汽车荷载作用下的动态性能，并运用计算机模拟、讨论了不同车速、车型情况下的桥梁动态响应变化，以此分析出影响结构动态性能的主要因素2]-[3]。
为简化分析的过程，在他们的研究中将桥梁简化为线性系统，略去了桥面和横梁的约束，在计算中采用设计中常用的截面换算法，将钢筋换算成混凝土，同时将截面折算成等面积的矩形，且仅考虑梁的弯曲振动，而不计梁的转动惯量和剪切变形的效应[4]。
2005年，王解军等采用2轴车辆分析模型与梁单元，建立了适应于大跨桥梁车辆振动计算的车桥耦合单元模型，基于功率谱密度函数生成随机路面粗糙度，分析阻尼对行车荷载作用下桥梁振动性能的影响[5]。
北方交通大学夏禾教授、阎贵平教授等研究了考虑车-桥-基础相互作用系统的结构动力可靠性问题桥梁结构在多种随机荷载作用下车桥系统动力可靠性问题、脉动风与列车荷载同时作用下桥梁的动力响应问题，分析了地震荷载对桥上列车运行平稳性的影响得到了许多有价值的结论[6]。
2.2国外风车桥耦合振动研究概况20世纪60；70年代西欧和日本开始修建高速铁路对桥梁动力分析提出了更高的要求同时电子计算机的出以及有限元技术的发展使得车桥振动研究具备了强有力的分析手段这极大地促进了车桥耦合振动研究的向前发展。
美国伊利诺理工学院的K.H.Chu等人最早采用复杂的车辆模型来分析铁路车桥系统的振动响应问题即将机车车辆简化为由车体、前后转向架、各轮对等部件组成各部件看成刚体在空间具有6个自由度之间通过弹簧与阻尼联系起来[7]。
车—桥耦合作用下公路桥梁局部振动研究
内容摘要
桥—线系统作为车—线—桥耦合系统的另一个重要组成部分，主要包括桥梁 结构和桥墩两个部分。在桥梁结构的设计过程中，需要充分考虑结构形式的合理 性、材料的选择和力学性能等因素。同时，桥墩作为支撑桥梁结构的重要组成部 分，其稳定性、承载能力和耐久性对整个桥—线系统的安全性具有至关重要的影 响。为了确保桥—线系统的正常运行，需要对桥梁结构和桥墩的振动特性进行深 入分析，掌握其震动的规律和影响因素。
引言
Hale Waihona Puke 引言风—车—桥系统是一个复杂的动态系统，其中车辆和桥梁之间的相互作用会 导致各种复杂的振动现象。在强风环境下，车桥系统的振动会变得更加复杂，从 而影响车辆和桥梁的安全性和稳定性。因此，对风—车—桥系统非线性空间耦合 振动进行研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
文献综述
文献综述
随着对风—车—桥系统非线性空间耦合振动研究的深入，相关的文献也越来 越多。这些文献主要集中在理论分析和数值模拟方面。其中，理论分析主要采用 力学方法，通过建立车辆和桥梁之间的力学模型，研究其振动特性。数值模拟则 采用计算机仿真技术，对车辆和桥梁之间的相互作用进行模拟和分析。此外，也 有一些文献致力于实验研究，通过实地测试和实验数据采集，对风—车—桥系统 的振动特性进行深入研究。
内容摘要
3、车—桥耦合振动的频率和振幅受到多种因素的影响，如列车运行速度、自 然风速、桥梁结构形式等。
内容摘要
本次演示的研究成果可以为铁路运输安全提供以下启示： 1、在设计高速铁路时，应充分考虑列车风与自然风联合作用对列车和桥梁结 构的影响，采取有效的减振措施。
内容摘要
2、在运营过程中，需要对列车和桥梁结构进行实时监测，以及时发现潜在的 安全隐患。
结论与展望
车辆与公路桥耦合系统振动分析
车辆与公路桥耦合系统振动分析作者：齐世进张鹏来源：《科技资讯》 2013年第15期齐世进1 张鹏2(1.中冶建工集团有限公司第一建筑工程分公司重庆 400032; 2.广州大学-淡江大学工程灾害控制研究中心广东广州 510006)摘要:本文以车辆在简支梁上运动为研究对象,通过达朗贝尔原理与简支梁模态得出耦合系统振动控制微分方程。
以车辆自重和桥面不平顺的路面谱作为外荷载输入,利用Runge-kutta法求得耦合系统的响应。
计算表明桥面不平顺对车体的影响要远远大于对桥梁的影响。
关键词:车桥耦合振动分析随机响应中图分类号:U441 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(c)-0042-02桥梁在城市交通中扮演越来越重要的角色,而桥梁结构出于景观和设计的需要,以及高强材料的应用,向着“大、轻、柔”方向发展。
与此同时,车辆也向重载化,高速化方向发展。
因此,车-桥耦合系统诱发的动力响应将可能远远大于静力作用,引起桥梁结构的损伤、疲劳、开裂,降低桥梁结构寿命、安全可靠度和车辆运行舒适度。
从而需要对车桥耦合系统的振动特性进行深入分析探讨。
1 车桥耦合模型图1所示为车辆与高架公路桥的计算模型。
车辆系统采用1/4模型的悬架系统,桥梁模型为单跨简支梁。
其中,图1中桥梁曲线表示桥面不平度。
从图1中可以看出:车桥耦合系统的激励输入由两部分组成,一部分来自移动车辆的自重；另一部分有桥面不平顺产生。
桥面不平顺的激励谱可以根据“机械振动—道路路面谱测量数据报告”标准[1]和文献[2],采用下列桥面不平度功率谱密度函数在时域内的表达式:式中:为车辆行驶速度；为圆频率；为参考频率,；为参考空间频率,;的取值范围为,其中的取值范围为,。
2 振动方程的建立与求解如图1所示,为桥梁竖向位移,,分别表示车体的竖向位移。
为桥梁单位长度质量,为桥梁阻尼系数,桥梁长度为。
车体质量分别为,,桥梁总质量。
桥梁抗弯刚度,车辆刚度和阻尼分别为:。
公路车辆与桥梁耦合振动分析研究的开题报告
公路车辆与桥梁耦合振动分析研究的开题报告
一、研究背景和意义
公路交通作为现代交通体系的重要组成部分，在人们的日常生活和经济发展中发挥着重要作用。
但长期以来，公路桥梁的安全问题一直备受关注，其主要原因在于桥梁的振动问题。
随着公路车辆的不断增多和速度的不断提高，极易引起桥梁的共振现象，损害桥梁结构，威胁行车安全。
因此，对公路车辆与桥梁耦合振动的研究具有重要的理论和实际意义。
二、研究目的
通过对公路车辆与桥梁耦合振动机理的分析和建模，探讨其振动现象的规律和性质，为公路桥梁的安全设计提供理论参考。
三、研究内容和方法
1. 建立公路车辆与桥梁耦合振动模型：研究路面、车辆、桥梁的耦合振动模型，考虑桥梁的结构特性及车辆的质量、速度、轮胎刚度等因素的影响。
2. 分析振动特性和规律：研究公路车辆与桥梁的振动频率、幅值、相位等特性，分析共振现象的原因及其规律。
3. 探究振动对桥梁结构的影响：研究桥梁结构在振动下的应变和变形特征，评估振动对桥梁结构的破坏性影响，并提出相应的安全防范措施。
4. 计算模拟和实验验证：通过数值计算和实验验证，检验模型的准确性，并对研究成果进行分析和总结。
四、预期成果
1. 建立公路车辆与桥梁耦合振动的数学模型，掌握其振动规律和特性。
2. 研究振动对桥梁结构的影响，提出相应的安全防范措施。
3. 与该领域前沿研究成果接轨，为相关领域的研究和应用提供理论参考和技术支持。
关于公路和桥梁上车与桥的耦合共振研究
应该 制定合理 的质 量管理 的方案 ，对 平整度定期 的检测 ，严格 的控制 路面平整性 。 ３ 、车速原因。分析车速 的大小对车与桥 的耦合共振 的影响 ，重点 分析对象是高速公 路的行驶 ，车 子处 于高速行驶状 态下 ，能清晰地反 映其共振状态 。根据计算机 的力 学模型研究结果 ，车速越大 ，车 桥系 统的动力载 荷越大 ，耦合共振 的现象就越严 重。因此 ，驾驶人员 应该 合理的控制 车子行驶 的速 度，使 得横 向、纵 向载荷 得到控制 ，有效 防 范车辆耦合共振发生 。
耦合共振是 动力学理论 中的分 析重 点 ，对不 同的物体在 不同的状
状态 。
态下受力 的情况进行详 细地研究 。车与桥的耦合共振 是 因为 车子与路 和桥 的结构 间产生相互 作用力 ，两种 受力载荷大 小相 同的时候 ，容易
３ 、结果 显示 。经过 一系列数 据的处理 流程 ，数据 的挖掘作 用利
建 筑与发 展
・
路 桥建 设
ｋ ｕＱｉ ａ ｏ． １ ｉ ａ ｎ Ｓ ｈ ｅ
１ Ｏ・
３ １ ａ ｎＺ ｈ ｕＹ ｕ Ｆ ａ Ｚ ｈ ａ ｎ涛
华 中科技 大学文华 学院 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４
【 摘 要】２ １ 世 纪以来，我 国路 和桥 的工程 的建设 ，为交通创造 了 优越 环境，推动 了地 区的经济和 文化的 交流 ，促进 了国民经济的提 高。与 发 达国家相比，国 内路 和桥 的施 工技 术还是相 对落后 的，对动 力学的理论 分析 不足影响 了后期作业秩序 ，限制 了路 和桥 的结构上性 能的 充分发挥。 “ 车与桥 的耦合共振 ”现 象，是路和桥的 交通 中的常见现 象，若控制不 当，则会影响路和桥 的的使 用寿命 以以及运行状态。针对 这点 ，本文研究 了 影响车与桥 的耦合共振 的相关原 因，并通过计算机建立的 自动研 究平 台，希望能为路和桥 的交通的正 常运行提供帮助。 【 关键词 】 路和桥 的 ； 耦 合共振 ； 成 因；处理对策
公路桥梁与车辆耦合振动的研究
影 响效果 。
２ ＿ ２ 车辆 模 型分析
Ｙ ｉ 一 代表 第 ｉ 个 轮 组 在 车 辆运 动 中所 发 生 的 桥
梁 竖 向位移 ；
Ｒ ｉ 一代 表 第ｉ 个 轮组 在车 辆运 动 中 ， 与桥梁 发 生 作 用所 存在 的不 平顺值 。
半 车模 型或者 单轮 车辆 模型 。线性 弹簧 和阻尼 器用 于 悬 架 模拟 、 线 性 弹 簧用 于 轮 胎 模 拟 ， 所 有 的 质 量
都 在车 轴上 集 中。 随着计 算 机技 术 的发展 ， 目前 多 运 用计算 机分 析技 术设 计空 间整 车振 动模 型 。
面 受 力 都 是确 定 的 ， 那么 ， 桥 梁 在 车 辆 负 荷 作用 的 影 响下 也存在 着确 定性 。
是 不容 忽视 的 。实 际操 作 中 ， 车辆 在桥 面上 行驶 ， 车 轮对 于桥 面 的作 用 力可 以是任 意位 置 的 。 而 且 如果 发 生 横 向振 型和 扭 曲振 型 的 时候 ， 对 桥梁 动力 的影 响极 大 。因此 ， 杆 系有 限元法 研究 桥梁 模 型 ， 存在 着
凝 聚法 ” 对 自由度 进 行 有 效控 制 。 因此 而 形 成 一 定
的近 似性 。在 建立 杆 系模 型 的时 候 ， 会将 桥 梁 结构
进行缩减 ， 模 拟 为连 续 粱 或 者 简 支 梁 ， 忽 略 扭 转 振
型 以及 侧 向振 型 的 存 在 。在 不 考虑 单 个 梁 的情 况 下 ，仅 限于对 车辆 沿 中心 线行 驶 的工 况进 行 模 拟 ， 这 样 就可 以获得 精确 的结 果 。特 别是 对于跨 长 均匀
公路与城市桥梁车桥耦合振动研究发展综述
减法 ，提高了计算效率 ，适 用于模拟 多车双 向不 同速过桥情 况。 同时还通过实例验证了该法的可靠性 。 Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ， Ｃｈ ｅ ｕｎ ｇ ， Ａ ｕ和 Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｌ ７ － ８ Ｉ 在 １ ９ ９ ８年应 用修正 的振动梁 函数法对连续 梁 桥的车振进行 了理论分析 ，１ ９ ９ ９ 年 又研究了多跨连续梁 桥车桥振动 中的车桥分离 问题 。２ ０ ０ ３年 ，Ｘ ｕ和 Ｇｕ ｏ Ｉ ９ ］ 评价 了某座斜拉桥在风力作 用下的车桥 路耦合系统的安全性 ；桥
保计算结果的精确性 。 二 、车 辆 和 桥 梁 耦 合 振 动 的现 状
１ ． 公 路 桥 梁 车桥 耦 合 振 动 的 国 外研 究
等【 ｌ 采用两轴车辆模型与梁单元 ，建立 了适应于大 跨斜 拉 桥 的风一车 一桥耦合 单元模 型 ，基于功率谱密度 函数 生成 随 机路面不平度 ， 分析 了行车荷载作 用下桥梁振动性能 的影响 。 现代 车桥 系统耦合振 动研 究可 以更精确地 考虑 桥梁模
在 移 动 的 车 辆 荷 载 作 用下 ，桥 梁 将 产 生 结 构 振 动 、 冲 击
等 动力效应 ，且 由于桥面不平整 、桥 头引道等 因素更加剧 了
桥梁和 车辆之间 的相互影 响，这种相 互影响就是车辆与桥梁 振 动的耦合问题 。而这种耦合振 动受到很多 因素 的影响 ，比 如桥梁 自身 的结构特性 ：自振 频率、振型和桥面铺装 的平整 度 等 ，车辆 的轴数、行驶速度 及悬架系统的减震性能等 ，还 有桥面的平整度 ，桥头 的伸 缩缝维护状况等 。由于这些影 响 因素的综合 作用 ，使得车桥耦合振动研究十分困难。
（ 浙江工业大学 建筑Ｚ － 程 学 院 ，浙 江 杭 州 ３ １ ０ ０ １ ４）
公路桥梁与车辆耦合振动研究现状与发展趋势
公路桥梁与车辆耦合振动研究现状与发展趋势作者：李明华来源：《建筑工程技术与设计》2014年第25期摘要：经济全球化的发展，虽然我国经济在与各国经济的竞争中取得了显著的成就，但暴露出的交通物流等方面的问题成为我国经济发展的短板。
与交通物流息息相关的因素可归为两个方面：第一方面为运输工具，即各类车辆的总称。
第二类为交通工具的载体，即本文讨论的主体“公路和桥梁”。
现阶段，公路和桥梁建设的速度远远赶不上交通工具普及的速度。
车辆与公路桥梁耦合振动造成的公路和桥梁的损伤已成为制约物流发展的主要方面。
本文将立足于公路桥梁与车辆的耦合振动，分析公路桥梁与车辆耦合振动研究的现状，并探究其发展趋势，以期为减少我国的公路桥梁损伤做出贡献。
关键词：公路桥梁；耦合振动；研究现状；发展趋势公路桥梁与车辆的耦合振动是指车辆等交通工具在通过某一段公路或某座桥梁的过程中，由于车辆的重力和速度使公路桥梁和车辆同时产生振动反应。
这种振动反应对公路桥梁和车辆的损伤均较大，且车型越大，重量越重，其造成的损伤越严重。
研究公路桥梁和车辆的耦合振动是减轻这种损伤的重要手段。
一、公路桥梁与车辆耦合振动研究的现状信息技术的发展推动公路桥梁与车辆耦合振动的研究迈上了新的高度。
科学家从纷繁复杂的理论研究中抽象出了理论研究与空间计算模型相结合的方法，使得研究的过程更加专业，研究的结果更具精确性。
（一）国外研究现状早在二十世纪九十年代，Mulcahy、Hutton、Cheung和Gupta等研究者为使研究的结果更能反映公路桥梁与车辆的耦合振动研究结果的合理性与精确性，先后对公路桥梁与车辆的耦合振动研究做了理想化和多质量的有限元和有线条模型的模拟研究。
这些模拟研究研究的主体为公路、桥梁和车辆，研究的对象为公路桥梁与车辆的耦合振动，研究的目的为减轻公路桥梁与车辆的耦合振动造成的公路桥梁和车辆的损伤，研究分为以下几个方面，分别为：第一，研究公路和桥梁路面的状况对车辆通行和车辆的使用寿命的影响；第二，研究车辆在行进的过程中加速或制动减速对公路和桥梁的损伤程度和使用寿命的影响；第三，研究公路和桥梁的类型对车辆通行状况和使用寿命的影响；第四，研究车辆的类型和重力对公路和桥梁的影响。
公路桥梁与车辆耦合振动研究综述
公路桥梁与车辆耦合振动研究综述1 前言车辆以一定的速度通过桥梁，桥梁受到车辆荷载的激励会产生振动，反过来桥梁的振动对于车辆来说也是一种激励，因此车辆和桥梁的振动是一个相互影响，相互耦合的过程，我们称之为车桥耦合振动问题。
随着交通事业的迅猛发展，车载重量和运行速度不断提高，而桥梁结构则日趋轻型化，车辆和桥梁之间的动力问题日益引起人们的重视。
对于桥梁工作者而言，车桥耦合振动问题的对应点即为桥梁在移动车辆荷载作用下的强迫振动问题。
2主要研究成果自十九世纪末，各国学者就相继对车桥耦合振动进行了大量研究，称其研究为古典理论。
古典理论对车桥模型进行了大幅简化，桥梁模型均是连续的，主要是对车辆荷载的模拟有了一定的发展进步。
实际上，由于实际桥梁和车辆耦合振动系统本身的复杂性，并且车型和桥型种类繁多，以及引起振动的各种激振源的随机性，古典理论显然不能全面合理地模拟车桥耦合振动问题。
直到二十世纪六、七十年代，随着电子计算机的应用以及有限元技术的发展，使得车桥耦合振动的研究有了飞速的进步。
自70年代起的现代桥梁车辆振动分析理论，以考虑更接近真实的车辆模型和将桥梁理想化为多质量的有限元或有线条模型为主要特点，同时着重研究公路桥面平整度对荷载动力效应的影响。
主要的理论有：多轴车辆模型的作用、有限条法及模态分析法等。
谭国辉、巴梅特.GH、汤比勒.DP提出将二维的格栅桥梁与三维的汽车组合起来模拟二者之间的相互作用。
采用格栅比拟方法，将桥梁结构比拟成一个网格的集合，由纵向主梁和横向隔板组成。
从动力学分析的角度推导出三维汽车模型。
汽车的运动由只发生刚体运动的刚性底盘描述，汽车有各种非线性悬挂系统和弹性轮胎，每个轮轴都有垂直自由度。
该理论从空间结构着手分析了车桥系统的相互作用，能有效地反映系统相互作用的真实特性。
2000年，我国学者林梅、肖盛燮以结构动力学为基础，分析了连续梁桥结构在汽车荷载作用下的动态性能，并运用计算机模拟，讨论了不同车速、车型情况下的桥梁动态响应变化，以此分析出影响结构动态性能的主要因素。
车辆与桥梁耦合系统振动理论浅析
车辆与桥梁耦合系统振动理论浅析[摘要]随着桥梁结构的轻型化以及车辆载重、车速的提高，车辆加速度的存在，车辆过桥引起的车桥振动问题越来越引起工程界的关注。
【关键词】耦合振动；简支梁；模型；冲击系数1.车桥振动的的特点车辆通过桥梁时将引起桥梁结构的振动，而桥梁的振动又反过来影响车辆的振动，这种相互作用、相互影响的问题就是车辆和桥梁之间振动耦合的问题。
车桥之间的振动是一种司耦合振动，它具有时变、自激、随机的特点。
2.车桥耦合动力问题的历史与现状车桥振动的研究已有100多年的历史，最先开展研究的是铁路桥梁的车振问题，随着铁道工程建设的发展，移动荷载对桥梁结构的动力作用问题引起人们普遍地关注。
铁路桥梁车激振动的主要特征是列车荷载的轴重大，轴距排列规律性较强，钢轮在钢轨上运行具有蛇行特征，因此，车辆过桥除了激起桥梁竖向振动外，还有较大的横向振动，因此铁路桥梁除了研究竖向振动外，还需研究桥梁横向振动，其主要研究的内容为桥梁的动态响应和车辆过桥的动态响应，如桥梁的冲击系数、横向振幅、以及桥梁的竖横向加速度、桥梁的合理竖向、横向的刚度限值和车辆过桥的加速度以及平稳性等；公路桥梁的车激振动的特征主要表现为过桥车辆的轴重、轴距的多样性和随机性，公路桥梁主要关心的是桥梁的竖向振动，研究的内容主要为桥梁的动态响应如冲击系数等，由于轮胎与路面的作用与钢轮与钢轨作用不同，公路桥梁的车激横向振动不太剧烈，因此，车激桥梁的横向振动基本上不予考虑。
尽管铁路与公路桥梁的车激振动的研究范围有些差别，但是，车桥振动研究的主要原理和基本方法是相同的，都具有时变、自激，随机性的特点。
回顾100多年来车桥振动研究的历程，可以大致的分为两个阶段，即车桥振动研究古典理论阶段和车桥振动研究现代理论阶段。
3.车桥振动的古典理论3.1古典理论的实桥试验研究1907年1910年期间，美国第一次进行了规模比较大的现场实测工作，用各种类型的机车以不同速度通过21根板梁和24座析梁桥，测定桥梁的最大动力响应，第一次提出了冲击系数的关系，通过试验得出了跨度、车速和冲击作用间的关系，制订了冲击系数曲线，并得出了明确的概念：对于蒸汽机车来说，移动荷载的动力作用主要是由动轮偏心块的周期力所引起的。
公路曲线梁桥车桥耦合振动数值分析_周新平
( 2)
δ W =
i =1
z i1 +Mg δ Z - ∑ mi¨ z i1 δ z i1 ∑mi g δ
2 i =1
MZ ¨ δ Z -I α α ¨ δ α - ∑F ui δ ( z i 2 -z i1 )2 i =1
∑F
di
δ ( z i 1 -y i )= 0
( 3)
式中 : W 为虚功 。 将式( 1) 、式( 2)代入式 ( 3) , 展开并移项 , 整理 为矩阵的形式 , 有 Mv ¨ Zv +Cv Z ﹒ v +Kv Z v = Gv +Fbv ( 4) 式中 : Mv 、 Cv 、 K v 分别为车辆的质量 、阻尼 、刚度矩 阵; Gv 为重力荷载向量 ; Fbv 为车辆轮胎与桥面接触 点处的瞬时耦合荷载向量 。 1. 2 桥梁模型 研究桥梁与车辆的耦合振动时 , 一般将桥梁离 散成空间有限元模型 , 并设质量 、 刚度和阻尼特性沿 桥跨方向均匀分布 , 其振动方程为 MX ¨ +C﹒ X +KX = F ( 5) 式中 : M、 C 、K 分别为桥梁的质量 、阻尼 、刚度矩阵 ; X 为位移向量 ; F 为荷载向量 。 1. 3 数值解法 将桥梁和车辆视作 2 个分离体系 , 分别应用广 义虚功原理[ 7] 和有限元法建立车辆和桥梁的振动方 程 , 两系统之间通过接触力和位移的协调条件[ 8-9] 耦 合 。 采用 Mat lab 语言环境编制了基于 Wilsonθ
2 2 梁结构形式的多样化和汽车荷 载的复杂性和不确定性 , 使得公路桥梁因车辆过桥 而引起的振动分析更加复杂 。 在过去的几十年中 , 设计公路桥梁时大多只作静力分析 , 动力分析往往 也只涉及到结构振动特性和地震响应 、风效应方面 , 很少涉及到车桥耦合动力分析领域[ 1-2] , 尤其是公路 曲线桥车桥耦合振动的分析研究 。 随着高等级公 路和城市交通立体化建设的发展 , 曲线梁桥由于能 较好地适应桥址受地形和路线限制的需要 , 结构线 条平顺流畅 、 明快 , 因此在立交工程和城市高架桥中 得到了广泛应用[ 4] 。 公路曲线梁桥的广泛应用以及 超重车的大量涌现 , 使得车桥耦合振动的动力响应 进一步加剧 , 已经引起了桥梁结构工作者的特别重 视 , 并开始进行研究[ 5-6] 。 为此 , 本文对公路曲线桥 车桥耦合动力分析理论和方法进行了研究 , 其结果 具有重要的理论意义和应用前景 。
高速铁路车辆—道岔—桥梁耦合振动理论及应用研究
高速铁路车辆、道岔和桥梁耦合振动理论及应用研究
在高速铁路系统中，车辆、道岔和桥梁是三个重要的组成部分。车辆是铁路 运输的载体，道岔是车辆转换轨道的设备，而桥梁则是跨越障碍物的结构。在实 际运行中，这三个部分的耦合振动会直接影响高速铁路的运行安全和乘坐舒适度。 因此，开展高速铁路车辆、道岔和桥梁耦合振动的研究具有重要意义。
高速铁路车辆—道岔—桥梁耦 合振动理论及应用研究
高速铁路车辆、道岔和桥梁耦合 振动理论及应用研究
高速铁路车辆、道岔和桥梁耦合振动理论及应用研究
随着高速铁路的快速发展，车辆、道岔和桥梁的耦合振动问题越来越受到。 本次演示将围绕高速铁路车辆、道岔和桥梁耦合振动理论及应用研究展开讨论， 旨在深入探讨这一领域的理论模型和分析方法，提出相应的应用研究方向。
未来发展趋势和展望
总之，高速铁路车辆、道岔和桥梁耦合振动理论及应用研究是涉及多个领域 的综合性研究课题，具有很高的实际应用价值和理论研究意义。通过深入研究和 不断创新，有望为高速铁路的可持续发展提供重要支撑和保障。
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高速铁路车辆、道岔和桥梁耦合 振动理论研究现状和不足
高速铁路车辆、道岔和桥梁耦合振动理论研究现状和不足
目前，国内外学者已经对高速铁路车辆、道岔和桥梁耦合振动进行了大量研 究，取得了一定的成果。主要研究方向包括耦合振动的数值模拟、优化设计和监 测诊断等。然而，仍存在一些不足之处，如缺乏对复杂环境下耦合振动的全面认 识，以及现有研究方法的局限性等。因此，需要进一步深入研究高速铁路车辆、 道岔和桥梁耦合振动理论及工程应用。
高速铁路车辆、道岔和桥梁耦合振动理论研究现状和不足
高速铁路车辆运行状态监测及故障诊断是保证高速铁路安全运营的重要手段。 通过实时监测车辆的运行状态，可以及时发现并解决潜在的安全隐患。同时，对 故障进行诊断和预警，可以避免事故的发生，提高运营效率。在监测和诊断过程 中，可以利用物联网、大数据和人工智能等技术，建立一个全面的监测体系，实 现对车辆、道岔和桥梁状态的实时监控和智能分析。
车辆与道路／桥梁耦合随机动力分析及优化
车辆与道路／桥梁耦合随机动力分析及优化车辆与道路/桥梁耦合系统随机动力清晰化验证与灵活优化工作结果，将直接决定日后我国交通事业长期可持续发展进程，不过目前我国在此类结构单元下的改造优势却不太乐观。
单纯拿车辆振动与路面不平整程度关联验证评估工作来讲，内部技术人员通常会将核心注意力自然地投射到时间历程之上，获取的概率、随机动力结果必然不够精准，最终严重制约车辆行驶安全质量。
面对此类状况，笔者决定联合车辆与道路/桥梁耦合系统内部动力规则加以科学验证解析，同时联合以往弊端调查结果进行关键性优化方案制定，希望在一类以随机振动灵敏程度为核心的动力优化方式辅助范畴下，能够为后续相关施工活动提供更加坚实的安全技术保障。
标签：车辆；道路/桥梁；耦合；随机动力；优化解析0 引言随着中国特色社会主义事业体系架构不断完善，有关交通领域内的车辆道路/桥梁耦合随机动力分析成果开始不断革新。
但是毕竟我国计算机信息处理技术发展起步较晚，施工管理主体在处理多元化数据信息期间力有不逮。
结合以往我国特定区域车辆和道路/桥梁耦合动力评估和优化工作流程加以客观论证，因为当中穿插目标、约束等多种函数，致使后期灵敏度分析流程遭受百般限制，即便是目前较为流行的最小二乘法、摄动法，面对此类困境基本束手无策。
因此，联合上述一切状况，进行车辆和道路/桥梁耦合系统随机动力优化分析关键性问题整理说明，绝对是迎合交通事业安定和谐发展诉求的最佳途径。
1 探究车辆和道路/桥梁耦合运动规则的必要条件整理结合以往实践调查经验整理解析，在特定区域车辆与道路/桥梁耦合体系架构之下，车辆行驶动作便可被视为一类较为复杂的多自由角度振动单元，为了尽量维持内部随机动力优化解析流程的简易程度，技术人员有必要提前作出以下规范准备。
首先，将处于行驶过程中的车辆车身视为常规钢体结构，至于前桥、后桥等自然过渡转化成为集中质量。
其次，认定此类车辆左向、右向轮胎在同一时间内所承受的路面不平整激励功率不存在任何偏差迹象，特殊状况下会在受激励时间方面出现些许偏差迹象。
车辆与公路桥耦合系统振动分析
桥 梁 模 型 为 单 跨 简 支梁 。 其中， 图１ 中桥 梁 曲线 表 示 桥 面 不 平 度 。 从图１ 中可以看出： 车 桥 耦 合 系统 的 激 励输 入 由两 部 分 组 成 ， 一 部 分 来 自移 动 车 辆 的 自重 ， 另一 部 分 有桥 面 不 平 顺 产 生 。 桥 面 不 平 顺 的激 励 谱 可 以根 据 “ 机 械 振 动 一
５ １ ０ ０ ０ ６ ） ‘
摘 要： 本文 以车辆在 简支莱上运 动为研究对象 ， 通过 达朗 月尔原理 与简支栗模态得 出耦合 系统振 动控 制微 分方程 。 以车辆 白重和桥 面不 平 颅的路 面谱 作 为外荷 裁输 入 ， 利 Ｒ ｕ ｎ ｇ ｅ — ｋ ｕ ｔ ｔ ａ 法求得耦合 系统 的响应 。 计算表明桥 面不 平版对 车体 的影响要远远 大于对桥莱 的影响 。 关键 词 ； 车桥 耦合 振 动分析 随机响应 中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ４ １ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ ２ － ３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ３ ） ｏ ５ （ ｃ ） 一 ０ ０ ４ ２ － ０ ２ 桥 梁 在 城 市 交 通 中扮 演 越 来 越 重 要 的 道 路 路 面 谱 测 量数 据 报 告 ” 标准［ １ 】 和 文 献 玎 （ ） 。 角色 ， 而 桥 梁 结构 出于 景 观 和设 计 的需 要 ， 【 ２ 】 ， 采 用 下 列 桥 面 不 平 度 功率 谱 密 度 函 数 对 于 简 支梁 ， 其 模 态 函数 可 以 表 示 为 ： 以及高强材料的应 用， 向着“ 大、 轻、 柔” 方 在 时 域 内 的 表 达 式 ： 仍 ：ｓ ‘ ｉ ｎ — － ｌ ｆ ＿ｌ ｌ … ，… ２． （ ２ ） 向发 展 。 与 此 同时 ， 车辆 也 向 重 载 化 ， 高速 Ｓ ｒ （ ∞ ） ＝ （ 。 ） （ ／ ‰ ） ／ （ １ ） 化方向发展 。 因此 ， 车一桥 耦 合 系统 诱 发 的 其 各 阶 自振 频 率 为 ： 式中： 为车 辆 行 驶 速 度 ； 国 为 圆频 率 动力响应将 可能远远大于静 力作用 ， 引 起 桥梁结构的损伤 、 疲 劳、 开裂 ， 降低 桥 梁 结 （ ｒ ａ ｄ ／ ｓ ） ｌ ∞ ０ 为参考频率 ， ∞ ０ ＝２ ｚ ｃ ｎ ｏ ｌ ０ 为
公路大跨径连续体系桥梁车桥耦合振动研究
公路大跨径连续体系桥梁车桥耦合振动研究摘要连续体系桥梁包括连续梁、连续刚构、连续梁—刚构组合体系三类桥梁结构。
由于具有良好的跨越障碍能力、成熟的施工技术和较短的施工周期等优势，公路大跨径连续体系桥梁目前在我国的应用范围比较广，特别是在地势起伏较大的西部地区。
近年来出于实际需要，连续体系桥梁跨径增加，结构偏向纤细化，桥梁结构基频也不断降低，高墩大跨径连续体系桥梁因此出现了一些安全性问题并引起了相关学者和工程设计者的重视。
本文先分析了在公路大跨径连续体系桥梁下车桥耦合振动研究的意义和研究方法，然后根据近年来的研究成果提出相关措施以促进连续体系桥梁更好地发展。
关键词公路大跨径；连续桥梁体系；车桥耦合振动1 公路大跨径连续体系桥梁车桥耦合振动研究的意义1.1 降低对桥梁的不利影响，确保桥梁安全车辆经过桥梁时会发生耦合振动，桥梁和行驶的车辆都容易产生安全问题，而且高墩大跨一般建在地势崎岖之处，车桥耦合导致的过大振动会引起人们心理上的不适。
先对已投入使用的桥梁进行耦合振动研究，再在后续的桥梁构建中引入相关研究成果，确保桥梁结构和桥上行驶车辆的安全，改善乘车人员的心理状态，减少货物损失，更好地发挥公路桥梁为社会、人类和经济服务的作用。
1.2 为我国公路桥梁事业的发展打下坚实的基础社会经济的发展带来高速公路的快速扩建，近年来我国又大力推行“一带一路”，加强了对中西部地区公路和桥梁的建设，由于地形、建设经费、建设周期等原因，公路大跨径连续体系桥梁成为大多数设计者们的首选方案，高墩大跨桥梁的建设数量日益增加。
公路大跨径连续体系桥梁车桥耦合振动的研究有着重大的实际应用意义，其研究成果将会为后续的公路和桥梁建设带来重要的参考和借鉴，更为我们带来更加安全的行车环境和行车体验，带来更大的经济社会效益[1]。
2 车桥耦合振動的研究方法研究车桥耦合振动一般采用试验与理论相结合的方法。
先找一个实例进行试验，通过试验的结果来验证理论是否正确，如果正确，再用理论模型进行车桥耦合振动的仿真分析。
车—桥耦合系统振动性能评价标准研究
车—桥耦合系统振动性能评价标准研究随着我国轨道交通高速重载的发展趋势，桥梁工程作为线路的咽喉，其车-桥耦合分析对于保证桥梁的安全和车辆的舒适至关重要，针对各国不同的车-桥耦合评价标准，做出了详细的总结和对比，为后续车-桥耦合系统的分析提供依据。
标签：车-桥耦合；振动性能；评价标准0 引言隨着我国“一路一带”战略的不断深入，轨道交通业得到了迅速的发展，而桥梁工程在线路工程中的比例也不断增加，桥梁作为其咽喉工程，面对频发的铁路安全事故，为保证人民的生命和财产安全，桥梁的安全性以及车辆的舒适性能至关重要。
列车通过桥梁时将引起桥梁结构振动，而这种振动会反作用于车辆的振动，这种相互作用与影响称之为车-桥耦合振动[1]。
这种相互作用，不仅与桥梁自身特性有关，而且还取决于车辆行驶速度、类型、编组情况、轮轨接触以及线路状况[3]。
车-桥耦合系统包括桥梁子系统和车辆子系统，用轮轨相互作用进行连接。
车辆过桥时将产生振动，若这种振动超过一定的允许范围，则会影响列车的运行安全性和稳定性。
如果正常的轮轨关系被破坏，将造成脱轨甚至车辆倾覆。
对于桥梁结构，如果车辆过桥时发生共振，将会导致桥梁垮塌，造成严重的危害。
现在各个国家对于车-桥耦合系统的评价执行各自的标准，本文旨在对各个标准进行比较，从而能够针对某一座桥梁的车-桥耦合系统进行分析时提供评判标准，不仅保证了桥梁的安全和稳定也对车辆安全和行车舒适提供了依据[2]。
1 车-桥耦合评价系统分类整个耦合系统可以分为桥梁振动评价指标和车辆运行评价指标，其中桥梁振动评价指标又包括桥梁动力响应评价和桥梁自振特性评价，车辆运行评价指标包括车辆安全性与平稳性评价。
2 桥梁动力性能评定及标准桥梁作为车辆通行的重要工具，其安全性直接影响到车辆的通行安全，不同国家都颁布了相关规范、准则对车辆通过桥梁时的动力性能进行评价，如欧洲铁路联盟（UIC）的“EUROCODE”规范，日本的《铁路结构设计标准》、《铁道构造物设计标准》（铁道综合技术研究所），德国的铁路设计规范，我国的《铁路桥梁检定规范》（铁运函[2004]120号）、《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-99）、《高速铁路设计规范（试行）》（TB10621-2009）等规范都提出了相应的规定和限值。
公路车-桥耦合振动的理论和应用研究进展
公路车-桥耦合振动的理论和应用研究进展
公路车-桥耦合振动的理论和应用研究进展
作者：邓露;何维;俞扬;王维
作者机构：湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室,湖南长沙410082;湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082;湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082;湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082 来源：中国公路学报
ISSN：1001-7372
年：2018
卷：031
期：007
页码：38-54
页数：17
中图分类：U441.2
正文语种：chi
关键词：桥梁工程;公路桥梁;综述;车-桥耦合;冲击系数;振动控制;疲劳寿命;损伤识别;行车舒适性;桥梁动态称重;移动荷载识别摘要：为了推动公路车-桥耦合振动理论的发展和仿真技术的广泛应用,从公路车-桥耦合振动理论研究和应用研究2个方面系统性梳理了公路车-桥耦合振动相关领域的学术研究现况、既有研究成果、发展前景、存在的问题和对策.理论研究方面,系统总结了车-桥耦合振动研究中车-桥、桥梁、路面不平整度等参数的数学模型和车-桥耦合时变系统动力学方程的数值解法.基于调研和分析发现,经过国内外学者长期的努力,车-桥系统数值模型已经可以越来越真实地模拟实际车辆、桥梁以及路面不平整度等其他条件因素.在未来的研究中应持续改进有限元建模技术和优化数值算法,以进一步提高车-桥耦合振动仿真分析的精度和效率,扩展其应用范围.应用研究方面,以桥梁动力冲击系数、桥梁疲劳分析、桥梁结构损伤识别、桥梁振动控制、桥上行车舒适性以及桥上车辆荷载动态识别。
公路桥梁车桥耦合振动研究
公路桥梁车桥耦合振动研究【摘要】近年来，我国路桥工程建设为交通行驶创造了优越的环境，推动了地区之间的经济文化交流，促进了国民经济收入水平的提高。
与发达国家相比，国内路桥施工技术相对落后，对动力学理论研究不足误导了后期作业秩序，限制了路桥结构性能的充分发挥。
“车桥耦合振动”现象是路桥交通的常见现象，若控制不当则会影响路桥的使用寿命及运行状态。
针对这一点，本文分析了影响车桥耦合振动的相关因素，并通过计算机建立自动分析平台，为路桥交通的正常运行提供了帮助。
【关键词】路桥；耦合振动；成因；处理对策耦合振动是动力学理论中研究的重点，对不同物体在不同状态下的受力情况进行了详细地分析。
车桥耦合振动是由于车辆与路桥结构之间产生相互的力作用，两种受力荷载大小相同时易产生车桥耦合振动现象，约束了路桥结构性能的正常发挥，不利于交通行驶的安全运行。
工程单位在维护路桥工程阶段，应加强车桥耦合振动的分析，结合具体原因制定有效的控制对策。
一、车桥耦合振动研究的现状从本质上看，车桥耦合振动是一种相互性的力学作用，力学作用控制不当会限制路桥性能的发挥。
车辆过桥时会引起桥梁的振动，桥梁的振动反过来也会影响车辆的振动，即形成车桥耦合振动问题。
当前，我国公路交通运输的全面提速，为了有效的对既有桥梁运营状态进行评估，以及对新建、改建桥梁进行优化设计，均需对车辆过桥时的车桥耦合振动问题进行分析[1]。
随着公路交通事业的迅速发展，车辆与桥梁结构的动力相互作用越来越受到重视。
车辆和桥梁间力学作用形式多样，会呈现出不同的动力特点，如：车辆的动力特性，车型、阻尼、自振频率等；桥梁结构的动力特性，质量与刚度分布、桥跨结构形式、材料阻尼等；桥头引道和桥面的平整状态、伸缩缝装置及桥头沉陷的状况。
而计算机仿真模拟是目前最方便、最快捷、最经济的计算分析方法。
二、计算机力学模型研究的优点从长远角度考虑，选择一种通用性强、应用性广、开发前景广阔的研究模式，分析车桥耦合振动响应具有多方面的意义。
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公路桥梁与车辆耦合振动研究趋势探析
摘要:本文首先对公路桥梁与车辆耦合振动研究现状进行了系统归纳和总结,然后对公路车桥耦合振动研究以后的研究趋势进行了探析,供有关研究者和同行参考。
关键词:公路桥梁车桥耦合振动现状趋势
汽车以一定的速度过桥时,由于车辆轴重及速度效应,会引起桥梁结构振动,而桥梁的振动又反过来影响车辆的运行。
桥面不平整、桥头引道等因素的存在以及车辆各旋转部分的作用,更加剧了桥梁和车辆之间振动的相互影响。
这种相互作用、相互影响的问题就是公路车辆与桥梁之间振动耦合的问题。
当公路车辆的振动频率与桥跨的振动频率一致时,即形成共振。
车辆和桥梁间的相互作用受到诸多因素影响:1)桥梁结构的动力特性(桥跨结构形式、质量与刚度分布、材料阻尼等);2)车辆的动力特性(车型、自振频率、阻尼等);3)桥头引道和桥面的平整状态、桥头沉陷及伸缩缝装置的状况。
由于这些因素的影响和综合作用,使得对车桥耦合振动的研究十分困难。
一、公路桥梁与车辆耦合振动研究现状
由于实际中车桥耦合振动系统本身的复杂性,并且车型和桥型又种类繁多,以及引起振动的各种激振源的随机性,古典理论显然不能全面合理的模拟车桥耦合振动问题。
直到20世纪60年代--70年代以后,电子计算机和有限元方法的问世和发展,使得车桥耦合振动的研究有了飞速的进步。
人们可以建立比较真实的车辆和桥梁的空间计算模型,然后用数值模拟法计算车辆和桥梁系统的耦合振动效应。
现代车桥振动理论以考虑更接近真实的车辆分析模型和将桥梁理想化为多质量的有限元或有线条模型为主要特点,同时,着重研究道路路面的不平整对荷载效应的影响,对于车辆加速、制动减速效应等复杂的随机因素也进行了一些研究。
除简支梁桥之外,连续梁桥、悬索桥、斜拉桥等也逐步涉及。
到目前为止,人们对简支梁桥的车桥共振问题的理论和实验研究己经比较系统化,对其它某些桥型,像连续梁桥、索承桥、污工拱桥,也有一定程度的研究成果。
1970年,Veletsos和Huang 等早期研究者将桥梁理想化为具有集中质量和粘性阻尼的有限自由度梁,考虑了二维平面多轴拖车荷载作用。
Chatterjee和Datta把桥梁理想化为正交各向异性板和集中质量分布模拟的梁,分析简支梁桥上车辆刹车和其初始弹力的影响。
1987年,毛清华在其博士论文中,对公路汽车荷载作用下的山东胜利大桥(跨度280m)的动力效应进行了理论分析和试验研究。
其将斜拉桥理想化为弹性支持连续梁模型,考虑一辆STEYR-1491型多轴载重汽车匀速过桥时在跨中受到高70mm的半正弦波(模拟路面不平顺的影响),计算出斜拉桥跨中截面弯矩反应时程
曲线,得到弯矩的动态增量为0.29,与实测值接近。
1988年,Kawatani等采用2轴汽车模型研究了一座简支梁桥的非平稳随机振动。
其将桥梁作为一个平面系统考虑弯扭耦合作用,忽略桥梁水平方向的振动,路面粗糙度为平稳随机过程,研究了桥梁动力响应的标准差RMS(Root Mean Square)及车辆特征对车桥振动响应的影响。
1992年,WangTL和HuangDZ研究了一座主跨为128m的公路斜拉桥的车桥耦合作用。
桥梁模拟为平面杆件系统,考虑桥梁恒载的几何非线性影响;汽车模拟为7个自由度的3轴车辆分析模型,并考虑车辆悬挂系统的非线性;路面采用随机数值方法根据公路路面粗糙度功率谱密度函数模拟出好、一般、差三种公路路面,运用振型叠加法求解车桥系统的振动响应以及冲击系数。
研究表明,在非常好的路面情况下,斜拉桥各位置的冲击系数在车辆25km/h—120km/h范围内均小于20,但是冲击系数随着路面粗糙度的增加而增大。
此外,斜拉桥在墩底及靠近桥塔的主梁截面产生较大的冲击系数,而在靠近主跨跨中的主梁截面中引起的冲击系数较小。
谭国辉等在1996年把桥梁与车辆看成是一个整体作用的系统,采用格栅比拟的方法,将桥梁结构视为一个网络的集合,把二维的格栅桥梁与三维的汽车模型组合起来模拟它们之间的相互作用,但忽略了车辆及桥梁的阻尼影响。
Mulcahy、Hutton、Cheung、Gupta先后用有限元法或有限条法并结合模态分析技术研究了公路桥梁在双轴车辆通过时的动力响应。
Zheng、Cheung、Au 和Cheng在1998年应用修正的振动梁函数法对多跨连续梁桥的车振问题进行了理论分析,1999年又研究了多跨连续梁桥车桥振动中的车桥分离问题,即考虑车轮与桥面脱开的问题。
2004年,我国学者林梅、肖盛燮以结构动力学为基础,分析了连续梁桥结构在汽车荷载作用下的动态性能,并运用计算机模拟、讨论了不同车速、车型情况下的桥梁动态响应变化,以此分析出影响结构动态性能的主要因素。
为简化分析的过程,在他们的研究中将桥梁简化为线性系统,略去了桥面和横梁的约束,在计算中采用设计中常用的截面换算法,将钢筋换算成混凝土,同时将截面折算成等面积的矩形,且仅考虑梁的弯曲振动,而不计梁的转动惯量和剪切变形的效应。
2008年,王解军等采用2轴车辆分析模型与梁单元,建立了适应于大跨桥梁车辆振动计算的车桥耦合单元模型,基于功率谱密度函数生成随机路面粗糙度,分析阻尼对行车荷载作用下桥梁振动性能的影响。
二、车桥耦合振动研究趋势探析
移动车辆荷载作用下的车桥耦合振动问题研究历程已近100年,许多学者为此花费了大量的时间和心血,提出和建立了许多分析理论和方法,可谓硕果累累。
但是,由于车桥耦合振动研究的复杂性,仍有一些问题尚待完善和深入研究。
可以预见,在随后的一段时期内,车桥耦合振动研究有可能在以下领域取得进一步发
展。
2.1车辆分析模型的进一步完善
近年来各国学者在建立合理的车桥相互作用的模型方面进行了大量的研究。
但是,大多仅限于二维平面内的分析,而对于车辆动载产生的空间效应却很少涉及,主要是因为考虑空间效应的车桥相互作用问题更加复杂。
虽然在二维平面内的简化模型对于支配振型为纵向弯曲的桥梁是准确的,但实际中有不少桥梁还呈现扭转与横向弯曲振型,如按照二维模型分析,则弯曲基频不能给出准确的动荷载增量。
车辆的竖向振动模型、横向振动模型和空间振动模型都值得进一步研究。
在目前车辆分析模型的基础上,进一步抽象和细化车辆动力学各元件对象模型,特别是考虑悬挂非线性问题,在车辆分析模型的复杂度上应会有所增进。
卢胜文以匀速移动弹簧-质量模型,讨论了车桥耦合非线性振动的情况,用数值解和多尺度法分别对其进行求解,并重点分析了非线性因素对车桥动力特性的影响。
2.2桥梁在特殊荷载作用下的列车安全性问题
随着公路建设的发展,大跨度桥梁日益增加。
对大跨度公路桥梁而言,不仅要研究车辆过桥时的振动问题,更要研究在风荷载、地震荷载等特殊荷载作用下桥上车辆运行的安全性和舒适性,以及桥梁结构本身的安全与振动状态问题。
1)风荷载作用下车桥系统的振动。
由于众多的大跨度桥梁都位于强风作用下的江河或海峡上,桥梁的动力响应与结构抗风性能一直是影响大跨度桥梁结构设计的一个重要因素,对大跨度桥梁必须进行风洞试验和抗风分析。
已有的工作一直分为“车-桥耦合振动”和“桥梁抗风”两个相对独立的研究领域。
前者不考虑风荷载的影响,后者则以桥梁为主体,不考虑车辆作用或将车辆仅作为移动常活载研究桥梁的风致振动。
实际中,车辆、特别是车队过桥时使桥梁阻风面积增大,在风荷载作用下结构的气动性能与无车时可能有较大的变化,一方面可能导致桥梁在一定的风速下发生抖振响应;另一方面,又影响车辆过桥时的车桥动力响应,或者说,车辆过桥时由于风的脉动效应产生的车桥动力响应往往有可能起重要作用。