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原文传递高架桥行车舒适度研究

论文题名：	高架桥行车舒适度研究
关键词：	城市高架桥;箱型梁;车桥耦合振动;行车舒适度;现场实测
摘要：	随着城市交通的迅猛发展，城市高架道路已经成为了大中型城市主要交通集散方案，城市高架道路的交通组织效率、通行能力直接影响到一个城市的整体交通状况。车辆通过城市高架桥时，将改变高架桥结构的动力特性。除保证高架桥梁结构的安全外，桥梁的振动同样会影响行车舒适性。这是一个车桥相互作用的过程，尤其是当一侧通行车辆，另一侧堵车时，堵车一侧车辆上驾驶员和乘客的不舒适感更加强烈，而且以往关于车桥耦合的研究中，很少涉及到把桥梁看作是一个板，并且忽略了板的扭转效应，这样就不能准确的模拟一侧通车对另一侧堵车时车上乘客的影响。因此研究此类高架桥梁的行车舒适度问题很有必要。　　目前各国主要是针对地铁、公路、轻轨等交通系统开展振动的研究工作，面对高架路的振动研究近于空白。关于公路桥梁车桥耦合问题多基于理论分析，且缺乏基于实测资料的计算分析。高架桥和一般桥梁比较来说跨度短，以前没有受到重视，可是高架桥的宽跨比很大，有时候甚至达到了1∶1。因此高架桥梁的空间效应不容忽视，当一侧桥梁通行车辆时，会对桥梁另一侧产生较大的响应，并且对桥梁上堵车车辆里面的乘客和驾驶员产生振动响应，继而可能引发乘客不舒适感。　　基于此，本文针对大型复杂箱型高架桥梁，以二环线珞狮南路段主线高架桥为工程背景，将高架桥上车桥系统划分为两个子结构:行车车辆-桥梁结构和上部堵车车辆，系统地研究大型复杂箱型高架桥梁车致振动效应问题以及堵车车辆上人员的舒适度问题。具体工作如下: 　　(1)针对行车车辆-桥梁子结构，建立行车车辆-桥梁计算模型，用质量-弹簧-阻尼分布模型建立了通用的7自由度汽车模型。　　(2)将桥面不平顺考虑成为一个平稳随机过程，基于频域功率谱等效方法随机模拟了桥梁不平顺。　　(3)建立了高架桥梁-汽车空间耦合方程;将车辆方程和桥梁方程采用分离迭代的方法求解。　　(4)编制了基于MATLAB和ANSYSAPDL语言联合求解的车桥响应分析程序。可以进行适合于不同工况下的车桥耦合系统仿真分析。　　(5)研究了二环线珞狮南路段主线高架桥的振动响应。进行基于环境激励的模态测试和基于车辆荷载的高架桥梁振动响应测试，考察高架桥梁结构模型建立的正确性及车致振动方法的有效性。　　(6)建立高架桥梁上堵车车辆的计算模型，基于行车车辆作用下桥梁的振动响应的计算结果，提取桥梁相应位置的振动加速度响应，并以此振动加速度响应作为堵车车辆模型的输入荷载，计算堵车车辆上的动力响应。　　(7)依据上述分析方法，计算行车荷载最不利工况作用下堵车一侧车辆的振动效应，并对堵车一侧人员的振动舒适度进行评价。
作者：	李磊
专业：	结构工程
导师：	谢伟平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文