新型索梁结构应急桥车桥耦合振动分析

考虑索梁结构应急桥结构质量轻、刚度小的特点,车桥耦合振动问题值得研究。采用空间三轴车辆模型,基于动力平衡理论和有限元法建立车辆和桥梁的动力微分方程,应用Newmark-β法求解动力微分方程。采用APDL语言编写车桥耦合振动程序,分析连接、车速、车辆质量、路面等级等参数对桥梁结构振动响应的影响。结果表明:主梁铰接连接对于索梁结构应急桥结构车桥耦合振动响应有很大的影响,尤其对竖向位移及吊杆轴向应力影响显著;随车速的增大,桥跨不同位置动力响应峰值变化趋势不同,但均值响应基本呈增加趋势;路面等级对桥梁各项动力响应均有较大影响,对竖向加速度影响尤为显著;随着车辆质量的增加,桥梁结构各项动力响应均增大;桥梁结构阻尼的增加会对结构动力响应有一定程度的减小,但降低幅值不大,作用不显著。通过分析可知,为保障安全,该桥车辆通行时车辆质量不可超过30 t,车速不超过30 km/h,若需提高保障能力,需进一步改进桥梁结构方案。