行车速度对简支梁桥动力响应的影响分析

周密

【摘要】 随着社会的发展，桥梁的形式也越来越复杂，对行驶车辆作用下桥梁振动特性的研究，一直是人们热心关注的问题。车辆通过桥跨结构会激起桥梁的振动，这种动力放大作用会影响桥梁的正常使用和寿命。文中通过有限元时程分析方法，研究了桥梁在不同行驶速度的车辆荷载作用下的动力响应，分析了车速对桥梁动力响应的影响，并探讨了行车速度与冲击系数的关系，以此为桥梁上车辆的限速问题提供理论支持。

【关键词】 速度 动力分析 冲击系数 车辆荷载

1 引言

随着现代公路交通建设的飞速发展，各种交通车辆的数量迅速增长，车辆的行驶速度和载重量也有很大提高。不断增长的高速、重载汽车与众多服役期满或损伤较为严重的桥梁承载能力不足之间的矛盾日益突出。近年来，随着轻质高强材料和新型结构的应用，桥梁结构不断向着轻型化方向发展。这些因素使得汽车动荷载在桥梁承受的荷载中所占的比例越来越大。在行驶车辆作用下，桥梁结构将产生比相同静载作用下更大的变形和应力。因此，车辆荷载对桥梁结构的冲击和振动影响，已成为桥梁结构计算分析中不容忽视的重要因素之一[1]。

从桥梁结构的动力响应分析角度而言，冲击系数源于三个方面： 理想的移动荷载作用桥面引起桥跨结构的振动，引起动力放大； 车辆自身的振动使其加载在桥面上的力也有一定的波动； 实际的桥面不平整引起车辆跳动产生冲击作用。……