特重车交通荷载作用下大跨拱桥动力响应分析

为研究特重车交通荷载工况作用下大跨拱桥的动力响应特点,以河北省宣大高速公路上某大桥的动态称重系统所采集的近3年的交通数据为基础,定义并提取了特重车的交通荷载工况,进而分析了不同类型特重车交通荷载工况所占比例及每个特重车交通荷载工况车辆总质量的分布规律。利用随机车流-桥梁耦合振动分析软件计算了大跨拱桥在特重车交通荷载作用下的空间动力响应,并与新旧桥梁规范中的设计车辆荷载对应的响应进行了对比。结果表明:新规范对拱桥关键部位的设计荷载定义更为保守,实测的交通荷载工况中仅有极少数特重车交通荷载工况对应的响应超过了设计车辆荷载对应的响应;对于该大跨拱桥,新桥梁规范中的设计车辆荷载能够较充分地考虑大部分特重车交通荷载作用对桥梁结构整体受力产生的不利影响。     

大跨钢桁梁悬索桥风-车-桥分析系统建立与可视化实现

从钢桁梁断面风荷载和车辆荷载加载角度对现有风-车-桥耦合振动系统进行精细化改进。首先基于钢桁梁自身结构特性,以桁杆为单位,对静风力和抖振力,采用合力等效原则,使得任意时刻每个截面内所有节点所受静风力和抖振力的合力与作用在该截面形心的等效静风力和抖振力相等,求取每个节点的静风力和抖振力;对于自激力,依据刚体运动学理论,推导了钢桁梁截面节点与相应截面形心两者运动状态之间的关系式,采用响应不变原则,获取每个节点的自激力。其次在已建立适用于单主梁模型的分析系统的基础上,融入提出的钢桁梁风荷载精细化分析方法,构建大跨钢桁悬索桥风-车-桥分析系统,并基于OpenGL技术集成开发风荷载作用下随机车流过桥的动态可视化功能。最后依托一座典型大跨钢桁悬索桥,采用建立的分析系统,对不同风速和车流密度作用下的桥梁响应进行分析。结果表明：桥梁跨中竖向位移响应主要受车辆荷载控制,横向位移同时受风荷载和车流密度控制,但风荷载起主要作用;随着风速和车流密度的逐渐增大,跨中内力与位移响应极值明显增大。     

曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应

以某一匝道公路曲线连续箱梁桥为例,分析了该类桥梁的空间车桥耦合振动问题。用ANSYS软件模拟梁桥,选用典型的三轴空间车辆模型,采用模态综合法编制公路曲线车桥耦合振动响应MATLAB程序,获得了车辆制动作用下曲线连续梁桥的动力响应及冲击系数,研究了初速度、制动位置、制动力上升时间、桥面平整度等参数对冲击系数的影响。结果表明:车辆制动时,主梁最大挠度、挠度和内力冲击系数没有随初速度的增大而单调递增或递减,但均明显大于车辆以相同初速度匀速行驶时的结果,且可能超过规范值。在桥前半跨内制动时,挠度和跨中剪力冲击系数大于在后半跨度内制动情况,同时,当车辆制动位置大于半跨且越靠近支点时,车辆制动时挠度和内力冲击系数越接近匀速时的结果。随着曲率半径的增大,桥梁的挠度、弯矩和扭矩冲击系数逐渐减小,而剪力冲击系数逐渐增大;弯桥的挠度、弯矩和扭矩冲击系数大于直线桥结果,紧急制动易于加剧桥梁的振动。     

随机车流下的风-汽车-桥梁系统空间耦合振动研究

在交通荷载观测及统计分析的基础上,获得交通状况的代表性数据,对记录的车型、车重、车距和车速进行统计,在此基础上进行随机车流模拟,编制随机车流模拟程序RTF(Random Traffic Flow),程序中首次全面引入车型、车重、车距和车速4个参数;建立可以考虑任意车辆数目、不同车道以及车辆相向行驶功能的随机车流下的风-汽车-桥梁系统空间耦合振动分析框架,编制相应的分析模块RTFWVB(Wind-Vehicle-Bridge system analvsis).以杭州湾跨海大桥为工程实例,详细研究密集、稀疏运营状态,车流单向、相向行驶以及侧风与车辆移动荷载对桥梁关键部位动力响应的影响.分析表明:密集运营状态下桥梁动力响应明显大于一般运营状态下的相应值;车流方向对桥梁振动影响不大;密集运营状态下车辆移动荷载主要决定桥梁动力响应的均值,而侧风主要影响桥梁动力响应的脉动部分,风速越大波动越显著.     

大跨径轻轨桥梁车桥耦合振动分析

为了简化车桥耦合振动的分析过程,介绍了利用简化的车辆模型在ANSYS单一环境中实现车桥耦合振动分析的方法。以一座三跨轻轨连续梁桥为例,分析行车速度和地震作用对车桥耦合振动的影响。结果表明,行车速度对桥梁跨中竖向位移影响较小,对横向位移和加速度响应影响较大;考虑地震作用与列车荷载共同作用后,桥梁竖向位移、加速度及轴力峰值大于仅有列车荷载作用下的结果,说明地震作用和列车荷载存在一定程度的耦合。     

实际车辆荷载作用下的预应力混凝土连续梁桥动力响应分析及验证

以一座三跨单箱单室预应力混凝土连续箱梁桥为对象,利用车辆-桥梁耦合振动关系建立单梁车辆、桥梁运动微分方程,通过二者变形协调、相互作用力协调关系实现车辆-桥梁的耦合关系;修正了自编的桥梁动力响应计算程序,通过建立在桥梁上的高速弯板称重系统实现对实际过桥交通荷载的识别,并将识别出的实际车辆荷载信息输入已建立的桥梁动力响应计算程序,快速计算出在实际车辆荷载作用下的桥梁动力响应,并利用ANSYS软件进行静力验证,用实际过桥车流产生的动应变进行动力验证。     

跨海公铁两用桥梁车-桥-风浪流耦合振动研究

基于大系统的思想,建立车-桥-风浪流耦合动力系统,包括车辆子系统、桥梁子系统和风浪流耦合场子系统。根据各子系统之间的相互作用力以及车辆子系统与桥梁子系统之间的位移协调关系,建立车-桥-风浪流耦合动力系统的运动方程,并基于分离迭代法提出了车-桥-风浪流耦合动力系统动态响应的求解流程,从而建立跨海公铁两用桥梁车-桥-风浪流耦合动力系统的振动分析方法。以某跨海公铁两用斜拉桥方案为对象进行研究,结果表明：风浪流耦合场同时激励车辆和桥梁的主梁、桥塔及水中基础,与风场单独作用相比,风浪流耦合场能够激发桥梁产生更大幅度的横向和扭转振动,恶化列车运行安全性指标,桥梁主梁在主跨跨中处的横向位移、横向加速度、扭转位移、扭转加速度的均方根分别增大0.8%、23.1%、4.9%和0.5%,在边塔处的相应均方根分别增大204.9%、167.0%、198.7%和314.7%;列车车体加速度、轮轨横向力和轮重减载率分别增大60.9%、7.2%和6.6%。因此,对于跨海公铁两用桥梁,需合理考虑风浪流耦合作用,仅考虑风场单独作用将高估桥梁结构和列车行车的安全性。     

城市立交匝道的车-桥耦合振动响应分析

依托工程实例,建立匝道车-桥耦合系统振动分析的数值仿真模型。利用大型通用软件ANSYS建立桥梁的动力模型,进行匝道的结构动力特性分析。通过对作用于匝道的车辆荷载进行具体分析,并依据车-桥耦合振动理论建立三维车桥计算模型,考虑双轴车辆的轴距、行车速度、车-桥质量比对桥梁振动响应的影响,针对不同车型、不同的自振频率,导致不同的激励频率。分析表明:采用双轴车辆模型研究车-桥耦合系统的振动更安全、可靠,能真实、有效地分析车耦桥合系统间的振动,反映耦合系统振动的实际情况,揭示车-桥耦合系统振动的实质。     

基于CA模型的连续梁桥动力响应的研究

基于元胞自动机模型(CA模型)的车辆行驶仿真模型与实测数据,编制和修正了双车道随机车流仿真模拟程序,并在ABAQUS内对比连续梁在随机车流荷载与支座固结、墩底固结及考虑桩-土相互作用情况下的动力响应情况。结果表明:桩-土相互作用对桥梁横向振动特性的影响较大,对竖向振动特性的影响比较小,对墩顶位移幅值的影响比桥面大;支座固结与墩底固结模型的计算结果可能存在较大误差。     

变高度双层钢桁结合梁风-车-桥耦合振动性能分析

针对主桥为变高度双层钢桁结合梁,文章在分析风、车、桥梁三者相互作用的基础上,建立了风-车-桥耦合分析模型。通过风荷载和车辆荷载的自动加载,实现车辆运行全过程的仿真模拟,从而得到车辆和变高度双层钢桁结合梁的动力响应。以某大桥为工程背景,采用自行研发的桥梁结构分析软件BANSYS对比分析了风-车-桥系统振动特点。     

交通风作用下的隧道运营通风研究

公路隧道中,车队行驶产生的交通风可以作为对机械风的补充,对隧道运营期通风节能有重要意义。为了分析交通风对隧道通风的影响,本论文依托太湖水下隧道,建立了1 000 m长度的等比例横截面模型,并对模型进行了独立性验证和有效性验证。基于计算流体力学(CFD)原理,采用动网格技术对不同车型比例构成的车队在隧道行驶产生的交通风进行了数值模拟。结果表明,车队经过检测断面时,产生的交通风速呈现周期性变化,表现为先上升,后下降,最后再回升。当车速为85 km/h,中型车和大型车总占比为50%时,车队平均风速最高可达到2.0 m/s。     

上海五角场环岛地区交通组织探讨

通过对上海五角场环岛地区机动车尾气排放与交通现状的调查,分析环形交叉口机动车尾气排放浓度和环形交叉口进口道延误、交通流量之间的关系,探讨改善环形交叉口环境质量的交通组织方法。     

基于分子动力学的交通流特性分析方法

交通量是交通密集度和速度的函数,从交通流流量-速度-密集度的动态特性分析人手,运用分子动力学,定性分析车队中车辆的运动趋势对交通量-密集度的影响,建立基于分子动力学的车流密集度模型,并进行交通流特性分析.研究结果表明,要使交通量达到最优,则道路车流密集度应该保持在临界密集度附近.     

基于等效车流量的高速公路交通噪声预测模型

通过对美国联邦公路管理局（FHWA）公路噪声预测模型进行深入分析,引入等效车流量和等效车速概念处理混合车流,应用统计方法建立了高速公路中交通噪声自由传播的计算模型,并据此导出高速公路交通噪声预测模型。采用实测数据对模型进行了验证,结果表明,采用本方法建立的预测模型有效可行,且计算更加简便,预测结果比较符合我国高速公路交通现状。     

山地城市步行系统建设的集约观

山地城市的通勤方式呈现典型的二元化特征:步行和机动车出行。在城市道路建设中又存在重“机动”交通,轻“步行”交通的问题。建议采用三维步行交通体系,建设多功能架空步行系统,使步行系统与城市建筑有机结合,真正达到人车分流、疏导城市交通的目的。     

物流园区产生交通量预测的研究

阐述了预测物流园区产生交通量的重要性,探讨了综合型物流园区产生交通量的预测思路,即通过分别预测货运与非货运交通量并叠加获得路网中新增交通量,其中针对货运交通量预测采用了两种不同的思路.     

重庆通远门节点道路改造工程方案研究

根据重庆通远门节点道路改造所涉及的范围,对工程区域内几大重点交通缓阻区的交通现状进行了研究,对其交通流量作了分析,提出了两种改造方案,通过方案比较得出了最优方案,从而解决了道路改造中的关键问题。     

对我国城市混合交通问题的思考

剖析了我国城市机动车与非机动车混合交通的形成原因及混合交通所带来的交通问题,通过对道路交叉口和路网交通组织规律的分析,提出了构建机非路网分流体系的基本思路和今后研究的重点.     

浅谈城市道路平面交叉口渠化设计

交叉口是路网的联结点,是城市交通的咽喉,其设计和使用对道路交通的安全与畅通特别重要。本文论述了城市道路平面交叉口渠化设计原则。以实际案例,通过渠化减少了冲突,控制了交通流,提高了交叉口的通行能力,增进了其安全性。     

综合交通枢纽区域内部交通组织研究

从综合交通枢纽客流交通特征入手,探讨了综合交通枢纽区域内部的交通组织原则及交通组织方法,最后以郑州综合交通枢纽投标方案为例进行了阐述,对类似的综合交通枢纽交通组织设计具有一定的参考意义。