为研究大跨度悬索桥在随机车流作用下加劲梁纵向运动及纵向累计位移行程简化计算方法,基于移动荷载作用下加劲梁纵向运动特征,将悬挂加劲梁体系等效为单自度(single-degree-of-freedom,SDOF)振动体系,推导了基于SDOF振动体系的移动荷载...为研究大跨度悬索桥在随机车流作用下加劲梁纵向运动及纵向累计位移行程简化计算方法,基于移动荷载作用下加劲梁纵向运动特征,将悬挂加劲梁体系等效为单自度(single-degree-of-freedom,SDOF)振动体系,推导了基于SDOF振动体系的移动荷载作用下悬索桥加劲梁纵向振动方程和随机车流作用下加劲梁纵向振动方程,提出了一种快速计算随机车流作用下加劲梁纵向振动响应的方法。以某单跨悬索桥为实例,基于实测车流数据,采用蒙特卡罗抽样方法生成随机车流样本,将其等效为SDOF体系下随机荷载时程,进行SDOF体系振动方程求解得到纵向响应位移时程,并与基于ANSYS的全桥模型瞬态分析结果进行对比。结果表明:随机车流作用下,加劲梁发生纵向运动并形成巨大累计位移行程,累计位移包括静态位移和动态位移,后者对累计位移贡献更大;与有限元瞬态动力分析相比,基于简化SDOF体系获得的位移响应结果中除累计位移差别稍大(约13%~19%)外,其幅值和均方根值(root mean square,RMS)均差别很小(小于5%),简化振动模型能反映随机车流下加劲梁纵向运动特征规律,所提计算方法可极大地简化随机车流作用下加劲梁纵向运动分析,可用于结构设计阶段随机车流作用下加劲梁纵向运动评估及振动控制参数优化。展开更多
文摘为研究大跨度悬索桥在随机车流作用下加劲梁纵向运动及纵向累计位移行程简化计算方法,基于移动荷载作用下加劲梁纵向运动特征,将悬挂加劲梁体系等效为单自度(single-degree-of-freedom,SDOF)振动体系,推导了基于SDOF振动体系的移动荷载作用下悬索桥加劲梁纵向振动方程和随机车流作用下加劲梁纵向振动方程,提出了一种快速计算随机车流作用下加劲梁纵向振动响应的方法。以某单跨悬索桥为实例,基于实测车流数据,采用蒙特卡罗抽样方法生成随机车流样本,将其等效为SDOF体系下随机荷载时程,进行SDOF体系振动方程求解得到纵向响应位移时程,并与基于ANSYS的全桥模型瞬态分析结果进行对比。结果表明:随机车流作用下,加劲梁发生纵向运动并形成巨大累计位移行程,累计位移包括静态位移和动态位移,后者对累计位移贡献更大;与有限元瞬态动力分析相比,基于简化SDOF体系获得的位移响应结果中除累计位移差别稍大(约13%~19%)外,其幅值和均方根值(root mean square,RMS)均差别很小(小于5%),简化振动模型能反映随机车流下加劲梁纵向运动特征规律,所提计算方法可极大地简化随机车流作用下加劲梁纵向运动分析,可用于结构设计阶段随机车流作用下加劲梁纵向运动评估及振动控制参数优化。
文摘在交通荷载观测及统计分析的基础上,获得交通状况的代表性数据,对记录的车型、车重、车距和车速进行统计,在此基础上进行随机车流模拟,编制随机车流模拟程序RTF(Random Traffic Flow),程序中首次全面引入车型、车重、车距和车速4个参数;建立可以考虑任意车辆数目、不同车道以及车辆相向行驶功能的随机车流下的风-汽车-桥梁系统空间耦合振动分析框架,编制相应的分析模块RTFWVB(Wind-Vehicle-Bridge system analysis)。以杭州湾跨海大桥为工程实例,详细研究密集、稀疏运营状态,车流单向、相向行驶以及侧风与车辆移动荷载对桥梁关键部位动力响应的影响。分析表明:密集运营状态下桥梁动力响应明显大于一般运营状态下的相应值;车流方向对桥梁振动影响不大;密集运营状态下车辆移动荷载主要决定桥梁动力响应的均值,而侧风主要影响桥梁动力响应的脉动部分,风速越大波动越显著。
