汽車與橋樑耦合振動理論及工程套用

汽車與橋樑耦合振動理論及工程套用

《汽車與橋樑耦合振動理論及工程套用》是2021年智慧財產權出版社出版的圖書。

基本介紹

  • 中文名:汽車與橋樑耦合振動理論及工程套用
  • 作者:中國風景園林學會
  • 出版時間:2021年
  • 出版社:智慧財產權出版社
  • ISBN:9787513074629
  • 類別:工業技術
  • 開本:16 開
  • 裝幀:平裝-膠訂
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,

內容簡介

汽車與橋樑耦合振動是影響橋樑結構性能和行車舒適性、安全性的重要因素,相關研究可為橋樑設計和運營維護提供理論和技術支撐。本書主要介紹汽車與橋樑耦合振動的研究現狀及展望,汽車與橋樑耦合振動分析理論和方法及相關計算模型的建立,橋樑車載動力性能的分析與評估,考慮隨機車流、汽車制動和曲線梁橋等特殊條件的車橋振動分析,考慮車橋振動的裝配式梁橋橫向聯繫疲勞評估,考慮腐蝕與風車聯合作用的斜拉橋拉索疲勞可靠性分析,基於車激動力回響的橋樑下部結構損傷診斷方法,以及上述研究內容在公路和城市橋樑工程中的套用實例。 本書可供土木工程和交通運輸工程等領域的科研和工程技術人員參考,也可作為高等院校相關專業的研究生教材和教學參考書。

圖書目錄

第1章 緒論………………………………………………………………………… 1
1.1 汽車與橋樑耦合振動概述……………………………………………… 1
1.2 汽車與橋樑耦合振動研究現狀………………………………………… 3
1.2.1 車橋耦合振動分析理論與數值仿真研究現狀…………………………… 5
1.2.2 車橋耦合振動套用研究………………………………………………… 9
1.3 汽車與橋樑耦合振動研究展望………………………………………… 13
參考文獻……………………………………………………………………… 14
第2章 汽車與橋樑動力相互作用分析方法…………………………………… 19
2.1 汽車動力分析模型……………………………………………………… 19
2.1.1 汽車類型…………………………………………………………… 19
2.1.2 車輛分析模型………………………………………………………… 20
2.1.3 典型車型運動方程推導……………………………………………… 23
2.1.4 多車運動方程………………………………………………………… 41
2.2 橋樑動力分析模型……………………………………………………… 42
2.2.1 橋樑分析模型………………………………………………………… 42
2.2.2 橋樑運動方程的建立………………………………………………… 43
2.3 橋面不平度……………………………………………………………… 44
2.3.1 橋面不平順的概念…………………………………………………… 44
2.3.2 隨機橋面不平度的表示方法…………………………………………… 44
2.3.3 橋面不平度的數值模擬……………………………………………… 47
2.4 汽車與橋樑耦合振動分析模型………………………………………… 48
2.4.1 車橋耦合運動方程的建立和求解……………………………………… 48
2.4.2 車橋耦合振動回響的後處理方法……………………………………… 53
2.5 車橋振動分析程式及試驗驗證………………………………………… 53
2.5.1 車橋振動分析程式簡介……………………………………………… 53
2.5.2 試驗橋樑概況………………………………………………………… 55
2.5.3 橋樑現場動力試驗…………………………………………………… 57
2.5.4 車橋振動分析模型…………………………………………………… 57
2.5.5 程式驗證…………………………………………………………… 59
參考文獻……………………………………………………………………… 61
第3章 移動汽車作用下橋樑動力性能的分析與評價………………………… 63
3.1 橋樑車載動力性能的評價標準………………………………………… 63
3.1.1 汽車對橋樑的動力衝擊係數…………………………………………… 63
3.1.2 行車舒適性評價指標與方法…………………………………………… 64
3.1.3 行人振動舒適性評價標準…………………………………………… 67
3.2 工程概況與分析模型的建立…………………………………………… 67
3.2.1 工程概況…………………………………………………………… 67
3.2.2 車橋振動分析模型…………………………………………………… 69
3.3 橋樑動力試驗及結構性能評價………………………………………… 71
3.3.1 動力試驗…………………………………………………………… 71
3.3.2 橋樑動力參數識別及性能評價………………………………………… 72
3.4 車橋振動分析模型驗證………………………………………………… 75
3.4.1 橋樑有限元模型修正………………………………………………… 75
3.4.2 車橋耦合振動分析程式的驗證………………………………………… 76
3.5 基於數值分析的橋樑車載動力性能分析與評價……………………… 77
3.5.1 移動車輛對橋樑的衝擊效應分析……………………………………… 77
3.5.2 振動舒適性評價……………………………………………………… 80
參考文獻……………………………………………………………………… 84
第4章 特殊條件下汽車與橋樑動力相互作用分析方法……………………… 85
4.1 基於維度時變原理的隨機車流與橋樑耦合振動分析方法…………… 85
4.1.1 研究背景…………………………………………………………… 85
4.1.2 隨機車流模擬方法…………………………………………………… 86
4.1.3 車橋耦合振動分析原理……………………………………………… 86
4.1.4 分析流程與關鍵步驟處理…………………………………………… 87
4.1.5 方法實現過程算例…………………………………………………… 89
4.1.6 工程實例分析………………………………………………………… 92
4.1.7 結論………………………………………………………………… 96
4.2 曲線梁橋車橋振動分析方法…………………………………………… 96
4.2.1 研究背景…………………………………………………………… 96
4.2.2 曲線梁橋車橋振動分析模型…………………………………………… 97
4.2.3 工程實例分析……………………………………………………… 102
4.2.4 結論………………………………………………………………… 114
4.3 汽車制動激勵下橋樑動力回響分析方法…………………………… 115
4.3.1 研究背景…………………………………………………………… 115
4.3.2 考慮車輛制動的車橋耦合振動分析模型……………………………… 115
4.3.3 考慮汽車制動激勵的車橋耦合振動分析程式的試驗驗證……………… 118
4.3.4 汽車制動作用下橋樑下部結構動力回響特徵分析…………………… 121
4.3.5 結論………………………………………………………………… 132
參考文獻……………………………………………………………………… 133
第5章 考慮車橋振動的裝配式梁橋橫向聯繫疲勞評估……………………… 135
5.1 面向疲勞評估的移動汽車下橋樑動力行為分析…………………… 135
5.1.1 典型汽車荷載……………………………………………………… 135
5.1.2 橋例及其有限元模型的建立………………………………………… 137
5.1.3 橫向聯繫結構疲勞熱點位置分析…………………………………… 141
5.1.4 典型重車下橫隔梁動力放大係數分析………………………………… 144
5.2 考慮多因素影響的既有混凝土梁橋橫隔梁的疲勞損傷評估……… 149
5.2.1 簡述………………………………………………………………… 149
5.2.2 疲勞車輛荷載譜…………………………………………………… 150
5.2.3 橫隔梁熱點部位應力譜計算………………………………………… 155
5.2.4 疲勞損傷評估理論…………………………………………………… 158
5.2.5 隨機車載下的橫隔梁疲勞損傷評定…………………………………… 163
5.2.6 考慮橋面不平度狀況退化影響的橫隔梁疲勞損傷分析………………… 167
5.2.7 多向應力效應對疲勞損傷的影響分析………………………………… 171
5.2.8 結論………………………………………………………………… 172
5.3 車輛超載對橫隔梁疲勞損傷的影響………………………………… 173
5.3.1 車輛超限超載評定依據……………………………………………… 173
5.3.2 超載運營實測數據…………………………………………………… 175
5.3.3 車輛超載對橫隔梁連線鋼板疲勞損傷的影響………………………… 176
5.3.4 超載條件下橫隔梁疲勞損傷的影響參數……………………………… 181
5.3.5 在役橋樑的疲勞壽命評估及運營管理建議…………………………… 183
5.3.6 主要結論…………………………………………………………… 184
參考文獻……………………………………………………………………… 185
第6章 風車聯合作用下斜拉橋拉索疲勞可靠性分析………………………… 187
6.1 風車聯合作用下大跨橋樑動力回響的疊加分析方法……………… 187
6.1.1 橋例概況與有限元建模……………………………………………… 188
6.1.2 風車橋系統的動力分析模型……………………………………… 192
6.1.3 風車聯合作用疊加分析方法的原理和理論框架……………………… 197
6.1.4 風車聯合作用下結構回響疊加分析方法的適用性…………………… 209
6.2 考慮雙重隨機性的風車聯合作用下斜拉橋拉索疲勞可靠性分析… 215
6.2.1 隨機交通荷載模擬…………………………………………………… 215
6.2.2 風荷載機率模型…………………………………………………… 220
6.2.3 運營條件下橋樑結構應力循環塊的計算流程………………………… 222
6.2.4 斜拉索疲勞可靠性分析方法………………………………………… 223
6.2.5 算例分析…………………………………………………………… 225
6.3 腐蝕對運營斜拉橋拉索疲勞可靠性的影響………………………… 232
6.3.1 考慮腐蝕影響的斜拉索疲勞抗力模型………………………………… 233
6.3.2 考慮腐蝕影響的斜拉索疲勞可靠性分析方法………………………… 236
6.3.3 算例分析…………………………………………………………… 239
參考文獻……………………………………………………………………… 244
第7章 基於車橋耦合振動的橋樑下部結構損傷識別研究…………………… 247
7.1 概述…………………………………………………………………… 247
7.1.1 研究背景…………………………………………………………… 247
7.1.2 研究意義…………………………………………………………… 248
7.2 橋樑下部結構損傷對移動車輛下橋樑動力回響的影響…………… 248
7.2.1 支座損傷的影響…………………………………………………… 249
7.2.2 橋墩損傷的影響…………………………………………………… 250
7.2.3 基礎沖刷的影響…………………………………………………… 252
7.3 基於小波包能量的結構損傷識別理論……………………………… 253
7.3.1 小波變換…………………………………………………………… 254
7.3.2 小波包的基本原理…………………………………………………… 257
7.3.3 小波包子空間分解…………………………………………………… 258
7.3.4 小波包節點能量…………………………………………………… 261
7.3.5 小波包能量方差變化率指標………………………………………… 262
7.3.6 小波基函式與小波包分解層的選擇…………………………………… 263
7.4 基於車輛制動與小波包分解的橋樑下部結構損傷識別方法……… 264
7.5 基於WPEVVR的損傷識別方法數值分析………………………… 265
7.5.1 動力回響數據採集位置……………………………………………… 265
7.5.2 支座損傷識別……………………………………………………… 265
7.5.3 橋墩損傷識別……………………………………………………… 267
7.5.4 基礎沖刷識別……………………………………………………… 269
7.6 多種因素對下部結構損傷識別的影響……………………………… 271
7.6.1 橋面不平度的影響…………………………………………………… 272
7.6.2 汽車制動位置的影響………………………………………………… 273
7.6.3 車輛初始速度的影響………………………………………………… 275
7.6.4 車重的影響………………………………………………………… 276
7.7 損傷識別方法的抗噪性能分析……………………………………… 277
7.8 基於損傷模式反演的基礎沖刷深度診斷方法……………………… 278
7.8.1 多橋墩基礎沖刷對損傷識別指標的耦合影響………………………… 279
7.8.2 基於損傷模式反演分析的基礎沖刷深度診斷………………………… 280
7.8.3 反演分析樣本數對識別結果的影響…………………………………… 283
7.9 結論…………………………………………………………………… 286
參考文獻……………………………………………………………………… 286

作者簡介

李岩,博士,哈爾濱工業大學教授。主持國家自然科學基金項目2項、黑龍江省自然科學基金項目1項,參與國家自然科學基金項目3項、國家重點研發計畫項目1項、黑龍江省自然科學基金項目1項、山東省住建廳科技項目1項,山東省重點研發項目1項。主持橋樑工程相關橫向課題20餘項。發表學術論文50餘篇,參編教材2部。

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