1、PDF外文：http:/ 4500字， 3000单词， 1.5万英文字符 出处： Gong L, Cheung M S. Computer Simulation of Dynamic Interactions Between Vehicle and Long Span Box Girder BridgesJ. Tsinghua Science & Technology, 2008, 13(S1):71-77. 车辆与大跨度箱梁桥动力相互作用的计算机模拟 雷汞，莫学祥 加拿大，渥太华，渥太华大学土木工程系，南屯组 6N5 摘要 ： 在 与
2、道路交通相关的移动车辆荷载下，可引起对桥梁结构动态运行状况 的显著影响 ， 特别是大跨度桥梁来说 。 当前研究的主要目标是研究由交通荷载引 起的大跨度箱梁桥的动力响应 。 在研究中 ， 利用了有限元技术建立桥梁系统的三 维数学模型 ， 对于车桥动力相互作用的分析 ， 车辆被建模成为一个更加接近实际 的三轴和六轮系统模型 ， 以及导出相应的动态相互作用方程组 。 一座桥梁中桥与 车辆间的相互作用是受多种因素影响的 。 目前的研究主要 是 集中在一下这些因素 上，比如说：车辆行驶速度、车辆阻尼比、多条车道、车辆和桥梁的质量比和
3、桥 梁动力特性等 。 通过 对几个箱形梁桥的例子进行了案例研究 ， 其中包括联邦大桥 世界上最长的箱形梁桥，来调查这些因素的影响。 关键词 ：振动，箱梁桥，大跨度桥梁与车辆的相互作用，有限元分析 简介 箱型梁桥和上承式桥梁对中、大跨度桥梁，已被证明是非常有效的结构形 式 ， 这些桥梁一般包括由预应力混凝土或者加筋混凝土的互相关连的板单元或钢 结构组成 ， 或通过它们之间的组合 ， 来提供足够的抗弯强度和抗扭转载荷的结构。 箱梁桥通常是能给人美感，且箱梁桥可以很容易地遵循计划中的任何调整的要 &nb
4、sp;求，且需要的维修量相对其他类型的桥梁也较小。 箱梁桥往往显 的比其他类型的桥梁更加苗条和灵活 ， 有韧性 。 因此 ， 应该将 注意力集中在如何避免产生过大的加速度和动态挠度这些易导致行人不适和关 心的问题上来 。 通常的说 ， 在以扭转为主导模式的桥梁中 ， 特别是人行道的位置， 动态挠度会产生更为显著的影响， 这种模式往往会使人们在对行人在使用桥梁时候产生的振动和舒适性水平 产生更加不利的影响。一座桥梁的加速度等级同样与伸缩振动模式有直接的联 系 。 由于人体的感觉和行人的舒适性会 因 加速度产生显著
5、的影响 。 因此必须不惜 一切代价来避免这种扭转模式。 近年来 ， 为了更好地了解箱梁桥在交通负荷作 用下的动态行为 ， 我们已经尽 了相当大的努力 。 在以往的研究中 ， 车辆通常也被建模 为 ： 移动的荷载 ， 移动质 量或簧载质量。只有少数的研究者应用了 3D 立体的车辆模型。以前的研究大多 集中在中短跨度的箱梁桥上 ， 对大跨度箱梁桥来说这些应用在中短跨径上的信息 有很少的使用价值 。 一些关键参数 ， 如车速和桥梁动力特性在以前就进行过调查， 然而，当考虑在多车道上移动的更加接近现实的车
6、辆模型和车辆的减震效果时， 很少有信息是公开的。 因此 ， 箱梁桥自由振动分析的主要目标是探讨关键的参数和对桥梁动力效应 的影响 。 一些箱梁桥的例子 ， 其中包括一个真正的大跨度箱梁桥在内 ， 通过使用 他们的研究动态的上述数值模型进行研究。车辆被建模为一个更加逼真的三轴， 六轮系统 。 一个全面的辅助指标的研究也将用来调查关键的执行参数 。 有限元法 已应用于这项研究 ， 以获得桥梁和车辆系统的分析模型 。 自然频率及箱形梁桥的 动力响应将会用来评估这种分析模型 1 箱形梁桥建模 &
7、nbsp; 两箱形梁桥，即桥 A 和联邦桥，是本次的研究对象。桥 A，如图所示 1 所 示，为 9。 35 米宽， 2。 45m 宽的等间距的双刚细胞和混凝土桥面厚 200 毫米的 简支梁桥 。 为了用一个相对较低的 频率来减少箱梁桥的变形 ， 在箱梁桥的两端都 提供了一块厚 12 毫米的实心板隔膜 。 贯穿整个研究过程中的箱梁桥的几何尺寸 的变化是以次截面为依据的。 图 1 桥梁 (单位： m) 长为 12.9
8、 公里的联邦大桥是世界上最长的预应力混凝土箱梁桥 ,它建设在咸 水中 ， 为横跨加拿大东部的森伯兰海峡提供了公路交通联系 。 对于这样一个典型 的跨径 ， 每个支柱都通过上部结构严格的连接起来 ， 形成一个 250m 的入口框架。 在每一个桥墩之上都有一个 96m 的悬臂结构。通过海运重复这些入口框架生产 21 片相同的框架。这些结 构通过 60m 的简支 dropin 跨径连接起来。在此次分析 中 ， 主跨径的入口框架被采用 。 就像在图二中所表示的一样 ， 桥梁的交叉连接处 &nbs
9、p;是一个预压的单箱单室不规则四边形。桥梁的总宽度是 12m，其中包括 11m 的 车道宽。上部结构的深度从跨中处的 4.5m 变化到桥墩处的 14m。为了降低在低 频率下的扭转振动，在每个桥墩的交叉连接处都用 A 精致钢进行加强。 图 2 联邦桥（单位： m） 桥梁被建成一个 3D 不连续的有限元模
10、型 。 桥梁甲板 ， 箱梁和横隔板被建模 成一个 8 节点的壳结构单元。每个壳单元的节点都包含六个自由度。在 x、 y 和 z 方向的 ie 装换和围绕 x、 y、 z 轴的旋转。 2 车辆模型 对车桥 D 动态相互作用的分析中 ， 车辆被建模成一个三轴和六车轮系统 ， 如 图 3 所示 。 车身包括被当做集中荷载的一个拖拉机和一个拖车 ， 通过一个弹簧系 统和粘贴在三个车轴上的支撑 。 质量为 m2 的图噢拖车点 D 处 ， 点 D 位于质量为 m1 的拖拉 机 ,减震器提供粘贴力 。 轴 ， 车 轮 ， 刹车系统 ， 被轮子支撑的暂停系统， 总是与桥表明接触。
