1、中文 6000 字 ,4700 单词， 2.3 万英文字符 出处： Li H, Wekezer J, Kwasniewski L. Dynamic Response of a Highway Bridge Subjected to Moving VehiclesJ. Journal of Bridge Engineering, 2008, 13(5):439-448. 高速公路桥在移动车辆作用下的动力响应 Hongyi Li; Jerry Wekezer, F.ASCE; and Leslaw Kwasniewski 摘要：我们对所选的佛罗里达州的一座高速公路桥进行了一些全桥荷载试验。在这座桥
2、上动 态地作用了两辆满载的卡车，并记录了选定点的应变、加速度和位移用于调查分析该桥的动 态响应。然后把这些数据与简化的车桥有限元模型进行比较。模型中车辆用 11 个自由度的三 维质量弹性阻尼系统模拟，而桥梁实际板和梁分别用板单元和梁单元的组合来模拟。按照质 量成分表示车辆，模态成分表示桥梁建立运动方程。这个耦合方程组采用中心差分方法求解。 结果表明，数值分析的结果与试验数据非常吻合，并成功的解释了测试过程中观察到的重要 的动力现象。并且我们利用这些模型对这座试验桥梁的冲击系数进行了深入的研究分析。 土木工程数据库主题词：桥梁，高速公路；车辆；动载；冲击力；有限元方法；桥梁试验。 引言 佛罗里达
3、州交通部（ FDOT）每天都在处理来自于通过该州的重型移动施工 设备和其他超重车辆（如起重机）所属的货运公司的超载许可申请。超载作用下 的实际动力影响因素和结构反应的知识可以帮助 FDOT针对车辆路线选择做出 管理性的决定，所以超载许可具有重大的经济和安全意义。 在佛罗里达州北部的一座桥梁上我们进行了一系列的静力和动力试验，试验 数据用于车桥相互作用的评估和数值分析程序的验证。用 LS-DYNA 非线性显式 代码编写汽车和桥梁的详细有限元模型。可以看到这些 LS-DYNA 模型很好的预 测了移动荷载作用下的桥梁反应。 本文介绍了采用车桥系统的简单模型和运动耦合方程得到的数值分析结果， 并把它们
4、与试验数据在频域和时域两方面进行比较。 桥梁试验 桥梁测试仪器 测试桥梁是佛罗里达州 U.S. 90 over Mosquito Creek上的的一座三跨、两车道 混凝土桥。桥梁全长 65.1m，每跨长 27.1m，宽 14.15m。每一跨内布置了六根间距 2.4m 的 AASHTO 型纵梁。桥面板是现浇的连续板，厚度均为 200mm。该桥与 其截面图如图 1、 2 所示。 图 1 试验桥梁的外观图 图 2 桥梁的横断面与试验汽车的横向位置 第一跨内采用应变计、位移传感器、加速度计测量。在六根纵梁跨中的底部 安装有总共六个应变计。用两个独立的设备，分别是一个 Noptel Oy PSM-0 激
5、光 系统和一个线性可变差动变压器来测量三号梁跨中底部的一点的变形。这些位移 性息表明了桥梁作为一个整体结构的性能。在该跨的桥面板上粘结了 14 个加速度 计，两边靠近防撞栏的地方各七个。附加的加速度计安装在汽车的车轴上，用来 监测汽车的反应。 Kwasniewski 等人（ 2006b）详细地描述了各种仪器的设计、传 感器的类型和参数、以及数据采集系统的情况。 荷载布置 现场试验采用两 辆 相同的车辆 。 其中每一辆都被设计成牵引车与可在汽车上 装载混凝土砌块的完备型液压起重机的组合。在每一辆汽车上加上 12 块混凝土砌 块，得到每辆车的总重为 319kN。其中作用在前轮、驱动器和后轴上的荷载
6、分别 为 50、 100和 169kN。 试验车辆的布置如图 3所示。 图 3 试验汽车的布置图 首先进行静载试验，它有两个功能：（ 1）通过检查叠加原理的正确性来确 保桥梁没有受到严重破坏和恶化，以及测试荷载作用下弹性范围内的工作情况。 （ 2）得到跨中位置的最大静力响应，这将用于冲击系数的计算。 动力测试包括在汽车横向位置、行驶速度、路面状况的不同组合下通过一或 两辆汽车。可能的作用位置如图 2 所示。为了代表桥面板表面的主要损坏情况， 将一块 40mm 厚、 400mm 宽的木板横跨在跨中桥面上。使试验车辆重复通过来检 查测量结果的正确性。 试验情况的汇总见表 1. 每一次车辆通过，都会测量选定点的应力、位移和加速度。这些数值可以用 来研究作用移动车辆的桥梁的瞬态响应。利用这些记录下的应变、位移和静力结 果，可以计算出每种组合情况下的冲击系数。而桥梁的模态参数，包括自振频率、 振型和相应的阻尼比由记录的加速度值确定。 车桥有限元模型 除
