摘要: 公路汽车荷载冲击系数的取值合理性对于桥梁设计而言非常重要。然而，现行规范规定的冲击系数主要针对常规跨径桥梁，并且用于结构的整体计算，对于特大跨度桥梁，由于结构动力特性显著变化及汽车在桥面分布的变异性增大，车桥耦合振动问题对于此类桥... 展开 公路汽车荷载冲击系数的取值合理性对于桥梁设计而言非常重要。然而，现行规范规定的冲击系数主要针对常规跨径桥梁，并且用于结构的整体计算，对于特大跨度桥梁，由于结构动力特性显著变化及汽车在桥面分布的变异性增大，车桥耦合振动问题对于此类桥梁的局部构件(如斜拉索和吊杆等)影响较大，此时现行规范规定的冲击系数的适用性有待于进一步研究。 桥梁刚度在大跨径轨道悬索桥设计时，往往起着控制性作用，而合理的刚度限值是一个涉及工程安全性与经济性的综合问题：刚度过低，难以保证列车运行时的安全性与舒适性；刚度过高，会大幅增加建设投资与建设难度。但是，现有规范中关于轨道桥梁刚度限值的规定，主要是针对中小跨径桥梁，不适用于大跨径轨道悬索桥。 论文以钢桁架主梁的泸州市长江二桥为分析对象，针对公轨两用悬索桥设计中的冲击系数和刚度取值问题，基于现有的车桥耦合分析理论，完成了如下几个方面的工作： (1)采用大型有限元软件ANSYS，分别建立了壳单元桥面板和等效梁格桥面板模型，开展了桥面板在不同建模方式下双层公路悬索桥静力和动力特性的差异研究，结果表明这两种桥面板模拟方式对桥梁的静动力特性影响不显著，在双层公路悬索桥车桥耦合振动研究中，可采用等效梁格对桥面板进行模拟。 (2)取梁端、1/8、1/4、3/8、1/2截面的主桁各构件位移和内力作为控制项目，根据影响线加载，计算了各控制项目对应的最不利车队布置。将每种最不利车队布置加载在桥面行驶，开展了A、B、C三种路面不平整度下的桥梁动力响应研究。结果表明路面不平整度是车桥耦合振动的一个重要影响因素，车桥系统耦合振动将随着路面不平整度变差而更加剧烈，车辆对桥梁整体和局部的冲击作用也更加明显。 (3)开展了最不利车队布置下双层公路悬索桥91个关注项目的冲击系数研究。结果表明规范整体冲击系数值1.05无法包络该桥局部冲击系数；吊杆局部冲击系数与吊杆的长度呈负相关；内力冲击系数明显大于位移冲击系数；不同部位的冲击系数不同，同时各部位冲击系数对路面不平整度的敏感程度也不尽相同。在A级路面不平整度时，桥梁的位移冲击系数最大值为1.215，主梁各截面杆件内力的最大冲击系数为1.13，吊杆轴力的最大冲击系数为1.077，缆索内力的冲击系数小于1.05，塔底轴力和竖向弯矩冲击系数均小于1.05，基于实测数据的局部冲击系数1.23可以完全包络所有的位移和内力冲击系数。 (4)开展了桥梁构件刚度对结构动力特性的影响研究、车桥耦合响应项目关于桥梁刚度的敏感性分析和刚度评价详细分析，得到了柔性大跨度悬索桥由于主频远离车辆振动的功率谱主要频带范围，桥梁刚度对于列车振动响应的影响不明显的结论，这对于进一步开展大跨度轨道交通桥梁合理刚度限值研究具有重要意义。 收起