公路车桥耦合振动响应的计算是分析车辆冲击系数的关键,使用空间有限单元方法,建立公路桥梁的振动模态矩阵,依据公路汽车的结构特点,建立了四种汽车振动分析模型,根据公路梁桥在移动车辆荷载作用下的振动特点,考虑耦合系统的竖直和横向空间振动,使用得到的桥梁动力特性矩阵,联合应用模态综合法和Newmark数值积分方法,建立了车辆-桥梁的空间耦合振动模型,采用Matlab开发平台,开发了求解时变耦合振动系统的分析程序。以通用的30m跨径简支梁桥为原型,采用相似理论,设计了缩尺模拟试验模型测试系统,并设计制作了模拟汽车,并测试分析了结构的振动响应,将测试分析结果与开发的数值计算结果进行比较,以验证计算方法的准确性。对几座实际公路桥梁进行现场测试,分别测试了桥梁的位移和应变振动响应,分析得到了桥梁的冲击系数;使用开发的求解算法,考虑桥梁表面的不平顺,分析计算了原型桥梁的车桥耦合振动响应,并与实测结果进行比较,指出了我国公路桥梁设计规范的优缺点,并提出了公路桥梁设计时计算冲击系数的建议。
英文主题词highway bridges;vehicle-bridge coupling;modal analysis; scale model test;impact factor