行驶车辆作用下桥梁动力响应分析
曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应
曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应曲线连续梁桥是一种具有弯曲形状的连续梁桥结构，常用于环形或弧形路段的跨越，具有结构美观、节约空间、降低桥墩数目等优点。
然而，受到车辆荷载作用的影响，曲线连续梁桥的动力响应会受到一定的影响，从而对其结构安全性造成威胁。
因此，了解曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应情况对于保障桥梁结构安全性具有重要意义。
在车辆制动作用下，曲线连续梁桥的动力响应主要体现在其振动情况、结构位移和应力变化。
其中，振动是指曲线连续梁桥在荷载作用下出现的振动情况，其产生的原因主要是车辆荷载的随机性和曲线连续梁桥的柔性结构。
车辆荷载的随机性会导致不同时刻的荷载大小和路面起伏情况不同，从而产生不同的振动响应。
曲线连续梁桥结构的柔性特性也会对振动响应产生影响，因为柔性结构容易受到外界荷载作用而振动。
曲线连续梁桥的结构位移是指桥梁结构中各点相对于其平衡位置的位移量。
在车辆制动作用下，桥梁结构会出现一定的位移，这是因为荷载作用会改变桥梁结构的静态平衡状态，而曲线连续梁桥的弯曲结构会进一步影响位移情况。
要保证桥梁的安全性，其位移应该控制在一定范围内。
为了研究曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应情况，可以采用数值计算、实验测试、理论分析等方法。
数值计算方法可以通过建立数值模型对曲线连续梁桥的动力响应进行计算，并得到类似于位移、加速度、地基反应等结果，以便分析桥梁结构在荷载作用下的响应情况。
实验测试方法可以通过构建实物模型，在实验室或现场进行实测，并得到类似于加速度、位移、荷载响应等数据，以便对数值计算结果进行验证并得到更准确的结论。
理论分析方法主要是通过数学理论、力学原理等进行分析计算，得到类似于应力分布、振动频率等结果，以便分析曲线连续梁桥动力响应的机理和影响因素。
总之，了解曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应情况对于保障桥梁结构安全性具有重要意义。
通过数值计算、实验测试、理论分析等方法可以对其动力响应情况进行研究，这对于桥梁工程师进行桥梁设计和建设具有参考价值。
浅谈行车速度对桥梁动力响应的影响
浅谈行车速度对桥梁动力响应的影响1 引言随着现代公路交通建设的飞速发展，各种交通车辆的数量迅速增长，车辆的行驶速度和载重量也有很大提高。
不断增长的高速、重载汽车与众多服役期满或损伤较为严重的桥梁承载能力不足之间的矛盾日益突出。
近年来，随着轻质高强材料和新型结构的应用，桥梁结构不断向着轻型化方向发展。
这些因素使得汽车动荷载在桥梁承受的荷载中所占的比例越来越大。
在行驶车辆作用下，桥梁结构将产生比相同静载作用下更大的变形和应力。
因此，车辆荷载对桥梁结构的冲击和振动影响，已成为桥梁结构计算分析中不容忽视的重要因素之一[1]。
从桥梁结构的动力响应分析角度而言，冲击系数源于三个方面：理想的移动荷载作用桥面引起桥跨结构的振动，引起动力放大；车辆自身的振动使其加载在桥面上的力也有一定的波动；实际的桥面不平整引起车辆跳动产生冲击作用。
这三者之间影响是相互关联的，车与桥跨结构的振动是耦合在一起的，桥面不平也会引起车桥的振动对于公路桥梁，车辆的质量远小于桥跨质量，因此车辆的质量对车桥耦合振动的影响较小，可忽略其影响从而使动力分析简化[2]。
本文通过midas civil有限元时程分析方法，研究了简支梁桥在不同行駛速度的车辆荷载下，车辆通过桥跨结构时桥梁的动力响应过程[3]。
2.工程概况本文所采用的桥墩模型为一跨径为30m的简支梁桥，主梁截面采用T型截面，尺寸如下图1所示。
为了保证计算结果的准确，取10个不同的速度工况。
由于本文主要研究行车速度对简支梁桥的动力响应的影响，因此排除桥梁其他因素，诸如桥面不平整度，车辆自振等因素的影响。
图1 截面参数3 有限元仿真计算模型3.1 计算工况由于不考虑车辆自身重量对桥梁动力分析得影响，因此我们取后轴重140kN 作为计算荷载，简支桥梁上部结构采用C40混凝土，在midas civil中由于无法直接模拟车辆在桥面上的连续行驶，因此本文采用动力节点荷载，在瞬时冲击作用下，设置各个集中质量点的到达时间，以此来控制车辆在桥面的行车速度。
简支梁桥在车辆荷载作用下由于墩台沉降动力响应分析
简支梁桥在车辆荷载作用下由于墩台沉降动力响应分析随着市政桥梁与高速公路的发展，桥梁占道路的比例越来越大。
简支梁桥在桥梁设计中起着举足轻重的作用，移动车辆荷载行驶在桥面上，车辆的动力荷载对简支梁桥有很大的动力作用，产生较大的动挠度幅值变化。
本文基于移动车辆荷载行驶在简支梁桥上，探讨简支梁桥在两端墩台发生一定沉降时车桥横向振动微分方程，根据梁振动基本理论求解其振动微分方程得出简支梁桥动力挠度的解析解，得出移动车辆荷载作用下动挠度大小与移动车速、两端支座沉降位移和简支梁固有频率之间的一般关系。
最后通过实例进行数值计算，得出在墩台沉降位移一定的工况下移动车辆荷载在不同移动速度时简支梁桥动挠度变化曲线，探讨了简支梁桥两端墩台发生不同沉降位移时动挠度的变化规律，此外也研究了简支梁桥墩台仅有一支座发生沉降时的动挠度曲线变化规律，为混凝土简支梁桥设计的工程实践提供一些参考依据。
标签：车辆荷载；简支梁；墩台；沉降；动力响应移动汽车行驶在公路桥梁上，对桥梁结构必将产生一定的应力和变形，导致公路桥梁的损伤性破坏或疲劳性破环，出现裂缝，引起桥梁的变形和沉降位移[1-3]。
反过来，桥梁桥墩的不均匀沉降也必将使行驶在桥面上的各类车辆产生严重的影响，引起移动车辆的振动。
在移动车辆荷载作用下，桥梁桥墩由于地基的不均匀或桥墩混凝土的收缩徐变影响使桥墩出现不均匀的沉降位移，对行驶的车辆产生不利影响。
另外，在关于移动车辆受桥梁桥墩沉降位移的动力响应分析，国内外的研究报道甚少。
因此，将车桥作为一个系统，研究二者之间的相互作用，发生沉降位移后的桥梁结构在移动车辆动载作用下的动力学行为，是一个相当重要而复杂的系统问题[4]。
本文基于桥墩结构发生一定的沉降位移，简支梁仍然保持为刚性，移动车辆简化为一匀速移动的集中荷载，研究汽车荷载在通过桥梁时的振动问题，由振动基本理论求解振动微分方程[5]，得出移动车辆在通过发生沉降位移的桥梁时动力挠度的解析解，绘出移动车辆在不同移动汽车行驶速度时的桥梁的动挠度变化曲线，分析了动挠度随桥面跨度长时的变化规律，最后给出建议和结论。
高速铁路桥梁的动力响应分析
高速铁路桥梁的动力响应分析随着交通行业的快速发展，高速铁路成为现代化城市交通的重要组成部分。
而作为高速铁路的重要组成部分之一，桥梁在铁路运输中起到了至关重要的作用。
然而，桥梁在列车通过时会产生动力响应，因此对桥梁的动力响应进行准确的分析成为了保障高速铁路安全运行的重要环节。
在高速铁路桥梁的动力响应分析中，首要考虑的是列车运行时的载荷作用。
列车载荷是动力响应分析的主要输入参数，它包括列车的静载荷、动载荷以及弯矩、剪力、轴力等作用在桥梁上的力。
这些载荷由列车的运行速度、列车数目、列车自重以及路况等因素决定，因此对于这些参数的准确测量和分析显得尤为重要。
当列车通过桥梁时，桥梁受到的载荷作用会引起桥梁产生振动，也就是动力响应。
为了准确地分析桥梁的动力响应，需要根据列车的运行状态、桥梁的结构参数以及材料特性等因素进行计算和模拟。
一般来说，动力响应分析主要使用有限元方法、模态分析、多体系统动力学分析等方法进行。
在动力响应分析中，有限元方法是一种常用的计算方法。
该方法通过将实际的桥梁模型离散化为有限个小单元，然后通过求解结构的振型和振幅，来分析桥梁的动力响应。
这种方法具有计算精度高、适用范围广以及计算效率高的优点，因此被广泛应用于桥梁动力响应分析中。
除了有限元方法，模态分析也是动力响应分析中常用的一种方法。
模态分析方法主要通过求解结构的固有振型和固有频率来分析结构的动力响应。
该方法通过分析结构的固有特性，从而更好地预测桥梁在不同载荷作用下的动力响应。
模态分析方法的优点是计算简便、结果直观，并且能够提供各个模态振型的模态形状和振型频率等参数。
除了有限元方法和模态分析方法，多体系统动力学分析也是桥梁动力响应分析中常用的一种方法。
该方法主要通过建立列车-桥梁系统的多体系统动力学方程，来分析列车通过桥梁时的动力响应。
多体系统动力学分析方法能够综合考虑列车和桥梁的动力特性，因此对于复杂的列车-桥梁系统分析具有较好的适用性。
曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应
曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应曲线连续梁桥是一种常见的桥梁结构，常用于高速公路等需要转弯的场合。
在车辆行驶过程中，制动是一种重要的动作，会对桥梁结构产生一定的动力响应。
本文将对曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应进行研究和分析。
我们需要了解车辆制动的原理。
当车辆行驶过程中需要停止或减速时，驾驶员会踏下制动踏板。
通过制动系统，刹车盘会受到制动器的压力，从而产生制动力。
制动力通过车轮传递给桥梁结构，会对桥梁产生动力响应。
对于曲线连续梁桥而言，其结构承受着车辆行驶过程中的动力负荷。
在车辆制动作用下，曲线连续梁桥的动力响应主要表现在以下几个方面：首先是轴向力的变化。
在车辆制动作用下，车轮上的制动力会通过桥梁的支座传递给桥梁结构，产生轴向力。
这种轴向力的变化会引起桥梁结构的变形和应力的变化。
其次是弯矩的变化。
在曲线连续梁桥上，由于车辆在曲线上行驶时需要进行转弯，因此车轮与桥梁结构之间会产生离心力。
离心力会使桥梁结构出现弯曲，产生弯矩。
在车辆制动时，弯矩的变化会对桥梁的疲劳寿命产生影响。
桥梁支座处的轴向力和剪力也会发生变化。
由于车轮的制动力作用在桥梁上时，会导致桥梁支座处出现轴向力和剪力。
这些力的变化会影响桥梁支座的稳定性和安全性。
桥梁的振动特性也会受到制动作用的影响。
在车辆制动时，由于制动力的突然产生和消失，桥梁结构会产生振动。
这种振动对桥梁的疲劳寿命和结构稳定性都会产生影响。
为了研究和分析曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应，可以采用有限元方法进行数值模拟和分析。
通过建立适当的模型，可以计算出曲线连续梁桥在制动作用下的轴向力、弯矩、剪力和振动等参数，了解桥梁结构在实际行驶情况下的受力和变形情况。
桥梁结构的动力响应分析
桥梁结构的动力响应分析桥梁是连接两个地区的重要交通工具，承受着车辆和行人的巨大荷载。
在日常使用中，桥梁结构会受到各种动力作用的影响，如行车振动、地震等，这些作用会导致桥梁的动力响应。
因此，对桥梁结构的动力响应进行分析具有重要意义，可为桥梁的设计和维护提供依据。
桥梁结构的动力响应可以理解为结构在受到外力作用时的反应。
动力响应的分析可以通过数学建模和计算方法来完成。
在模型建立时，需要考虑桥梁结构的几何特征、材料性质以及外部载荷等因素。
针对不同的桥梁类型，可以采用不同的动力响应分析方法，如模态分析、频率响应分析等。
模态分析是一种常用的动力响应分析方法。
它通过求解桥梁结构的振型和频率，来获得结构在不同模态下的响应。
在进行模态分析时，首先需要建立桥梁的有限元模型。
有限元模型将桥梁结构离散成一系列的节点和单元，节点代表结构的位移自由度，单元代表结构的刚度和质量。
接下来，需要确定桥梁结构的边界条件和荷载情况。
通过解析有限元方程，可以得到桥梁结构的振型和频率，进而获得桥梁在不同模态下的动力响应。
频率响应分析是另一种常用的动力响应分析方法。
它通过求解结构在一定频率范围内的响应，来了解结构对频率变化的敏感性。
频率响应分析的关键是确定结构的频率响应函数。
频率响应函数描述了结构在受到谐振激励时的响应特性。
与模态分析类似，进行频率响应分析时也需要建立桥梁的有限元模型，并确定边界条件和荷载情况。
通过求解有限元方程，可以获得桥梁结构在一定频率范围内的响应。
除了模态分析和频率响应分析，还可以采用时程分析等方法进行桥梁结构的动力响应分析。
时程分析是一种基于时间的分析方法，通过考虑结构的初始条件和外部载荷的时变特性，来获得结构在不同时间点上的响应。
时程分析可以考虑到荷载的突变和变化速率等因素，更加贴近实际工况。
在进行桥梁结构的动力响应分析时，还需要考虑结构的非线性特性。
非线性特性可能包括材料的非线性、接缝的滑移、支座的摩擦等。
这些非线性特性会对桥梁结构的动力响应产生重要影响，因此在建立模型时应充分考虑这些因素，以获得准确的分析结果。
曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应
曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应曲线连续梁桥作为现代桥梁结构中的一种，因其具有较好的结构性能和动力性能而得到了广泛应用。
在车辆行驶过程中，制动是一种常见的情况。
因此，研究曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应，对于保证桥梁的安全性和使用寿命具有重要意义。
曲线连续梁桥的基本结构是由多跨连续梁组成的，在激励作用下容易引起结构振动，具有一定的动力特性。
在车辆行驶过程中，车辆制动的时候，制动力对桥梁的动力响应具有重要影响。
制动力会在连接车轮和地面之间产生反向作用力，从而导致梁的振动。
考虑到曲线路线的存在，其梁段受到的制动力和横向荷载与直线梁桥不同，因此需要特别注意。
制动时的工况下，车辆的速度将减慢，并在短时间内停止。
因此，在桥梁受到制动反力作用时，发生振荡的梁段将产生相对较大的应变，并容易导致损坏或产生疲劳。
因此，对曲线连续梁桥进行动力响应分析，能够更好地了解桥梁受到制动作用时的响应特性，从而更好地保障桥梁的安全性和使用寿命。
动力响应分析的方法有很多，其中最常用的是有限元方法。
有限元方法是一种数值计算方法，在工程学和应用数学中得到了广泛应用。
其基本思想是将大型结构分成许多小的有限元，且每个有限元的行为都遵循连续体力学定律，并通过元素之间的边界条件来确定全局行为。
通过有限元方法，可以比较快捷地建立曲线连续梁桥的有限元模型，并预测其受到车辆制动作用下的动力响应。
在有限元的基础上，可以进一步进行梁桥的动力响应分析。
针对曲线连续梁桥的特殊形态，可以采用数值模拟软件进行分析。
通过数值模拟软件，可以更加清晰地模拟车辆行驶过程中的运动学和动力学效应，以及梁桥受到制动力反作用时、悬架和轮胎内压等因素之间的相互作用。
研究表明，曲线连续梁桥在受到单辆车制动力作用时，桥梁的动力响应表现出一定的周期性，具有一定的自由振动特性。
并且随着车辆速度的降低，振动的振幅也会随之减小。
在此基础上，设计人员可以根据对梁桥的动力响应特性进行相应的强度校核和检测，从而更好地保障桥梁结构的安全性和可靠性。
曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应
曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应曲线连续梁桥是现代高速公路和铁路的常用桥梁形式之一，其具有连续梁和曲线两种特征。
随着交通运输的不断发展，车辆的制动过程成为评估桥梁结构安全性的关键因素之一。
因此，对于曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应进行研究具有十分重要的意义。
在车辆行驶过程中，当车辆到达曲线连续梁桥时，由于路面的变化，车身将产生倾斜，从而导致轮胎与路面接触点位置的偏移，进而引起车轮垂向、横向和切向的力的变化。
当车辆通过桥梁时，车轮的变化导致了曲线连续梁桥梁体的挠曲和旋转，从而引起结构的动力响应。
当车辆制动时，车轮的变化将更加显著。
因此，对于曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应进行深入研究，有利于了解桥梁结构在复杂工况条件下的动态行为，为桥梁设计和评估提供可靠的理论依据。
曲线连续梁桥在受到车辆制动力的作用下，结构的动态响应将受到多种因素的影响，其中包括桥梁结构自身的特性、车辆质量、制动卡钳的放松程度、路面摩擦系数等。
基于这些因素，研究表明曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动态响应通常体现为两种类型的振动：横向振动和竖向振动。
横向振动是指桥梁沿横向方向的摇晃和旋转，其主要是由于车辆制动造成轮胎和路面之间的横向力偏移所引起的。
在横向振动过程中，当车辆行驶到桥梁的中央位置后，横向振动的幅值将逐渐减小，直到消失。
此时，曲线连续梁桥的横向加速度将达到峰值，并且桥梁支承点的反力将会变化。
对于横向振动的控制，可以采用加强桥梁支承进行措施的方式，提高桥梁的横向稳定性。
总之，曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应是一个复杂的问题，需要考虑多种因素的影响。
为了保证桥梁的安全运行，在设计和评估过程中需要充分考虑车辆制动对桥梁结构产生的动态响应。
为了提高桥梁的结构稳定性和安全性，需要采取有效的措施控制横向和竖向振动。
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未考虑桥梁自重引起的挠度）。车辆行驶速度与冲击系数的关
系曲线如图 4 所示。
表 1 不考虑自重时桥梁跨中节点最大位移及冲击系数
车速 0（静载） 1 0 20 30 4 0 50 60 70 80 90 100 11 0 120
（km/ h ）
最 大位 移 （cm）
1.200
1 .22 81.247 1.2 631.274 1.320 1.27 21.358 1.4011 .393 1.342 1.294 1.38 6
- 0. 030 0
0. 4
0. 8
1. 2
时间 (s )
100km/ h 110km/ h 120km/ h
1.6
2
c ） 车速为 70km/ h~90 km/ h d） 车速为 100km/ h~ 120km/ h 图 3 移动车辆作用下跨中节点的竖向位移响应
208
中 国水 运
第 11 卷
图 3 为考虑桥梁自重的情况下，车辆通过桥跨结构时，
位移响应最大 。可以看到，当车辆以较大 的车速通过时，曲
线波动幅度较 大，但波峰较少。说明速度 较快时，车辆通过
桥梁的时间较 短，高频波动还没有来得及 充分发展，移动车
辆荷载己经过桥跨部分。
桥 梁在使用 过程中必须 承担活载（如行 使车辆产 生的荷
载），而 行使车辆 对桥梁具 有一定的 冲击作用 。桥梁在 行使
分析图 4 中车速与冲击系数的关系曲线，在不考虑路面 平整度的 影响下，活荷载冲击系数与 车辆行驶速度有关。冲 击系数并 非随行车速度的增大而单调 增加，而是会出现一个 或几个波峰，整体随车速呈曲折上升趋势。
四、结论 车辆通 过桥跨结构会激起桥梁的振 动，本文采用时程分 析方法， 研究了不同行驶速度的车辆 荷载通过桥跨结构时， 桥梁的动 力响应。分析了行车速度对 桥梁动力响应的影响， 并探讨了车速对冲击系数的影响规律。计算结果表明： （1 ）当车辆移动到桥跨中部时，桥梁的位移响应最大， 车辆驶入 桥跨结构前以及驶出桥跨结 构后，桥梁各点在重力 作用下的静挠度位置附近振动。 （2 ）当车辆以较大的速度通过桥跨时，跨中节点的响应 曲线波动 幅度较大，但曲线相对光滑 。说明速度较快时，车 辆通过桥 梁的时间较短，高频波动还 没有来得及充分发展， 移动车辆荷载己经过桥跨部分。 （3 ）在车速由 1 0k m / h 增加到 1 20 km / h 的过程中， 桥梁跨中 节点的最大位移并不是单调 增加，而是呈曲折上升 的 趋势 。行 车速 度对桥 梁的 最大 位移 值影 响较 大，车 速为 1 20 k m / h 时 的最 大位 移较 车辆 静止 时的最 大位 移增 加了 1 5% 。 （4 ）活荷载冲击系数与车辆行驶速度有关。冲击系数并 非随行车 速度的增大而单调增加，而 是会出现一个或几个波 峰，整体随车速呈曲折上升趋势。
第 11 卷 第 11 期 2011 年 11 月
中国水运 Chi na Wat er Tr a ns por t
Vol . 11 Novembe r
No. 11 2011
行驶车辆作用下桥梁动力响应分析
章卫忠
（江过桥跨结构会激起桥梁的振动， 对行驶车辆作用下桥梁振动特性的研究，一直是人们热心关注的问
k m / h 的速度匀速通过表面光滑的简支梁。通过时程分析，得 到不同车速的车辆荷载通过桥跨结构时桥梁各点的动力响应。
- 0. 010 m) ( - 0. 015 应 响 移- 0. 020 位 中- 0. 025 跨
- 0. 030 01
234 时 间( s )
10km/ h 20km/ h 30km/ h
0. 00 0
- 0. 00 5
)
m (
-
0.
01 0
移
位 - 0. 01 5
向 方 - 0. 02 0 Y
- 0. 02 5
自重 自 重+ 跨 中 静载
- 0. 03 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 1 3 14 15 长度( m)
图 2 自重及跨中静载作用下桥梁 Y方向的位移 计算结 果显示，仅考虑自重时，简 支梁跨中最大位移为
参考文献 [1] 宋一 凡. 公 路桥 梁动力 学[M]. 北京 ：人 民交 通出版 社，
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- 0. 010
m) - 0. 015 ( 应 移响- 0. 020 位 中 跨- 0. 025
- 0. 030 0
0. 5
1
1. 5
时间( s )
70km/ h 80km/ h 90km/ h
2
2. 5
- 0. 010
(m) - 0. 015 应 响 移- 0. 020 位 中 跨- 0. 025
题。文中通过有限元时程分析方法，研究了桥梁在不同 行驶速度的车辆荷载作用下的动力响应，分析了车速对桥梁
动力响应的影响，并探讨了行车速度与冲击系数的关系。
关键词：车辆荷载；动力响应；冲击系数；动位移
中图分类号：U441. 2; U446
文献标识码：A
文章编号：1006- 7973（2011）11- 0207- 02
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一、概述 随着现代公路 交通建设的飞速发展，各 种交通车辆的数 量迅速 增长，车辆的 行驶速度和载 重量也有很大 提高[1]。不 断增长的高速 、重载汽车与众多服役期满 或损伤较为严重的 桥梁承载能力 不足之间的矛盾日益突出。 近年来，随着轻质 高强材料和新 型结构的应用，桥梁结构不 断向着轻型化方向 发展[2 ，3 ]。这些因素使 得汽车动荷载 在桥梁承受的 荷载中所 占的比例越来 越大。在行驶车辆作用下， 桥梁结构将产生比 相同静载作用 下更大的变形和应力。且桥 梁在车辆激励下做 受迫振动，当 由桥面不平顺和车速共同作 用产生的激励力频 率与桥梁的固 有频率接近时，将引起桥梁 的共振，危害桥梁 的安全[4-6 ]。因此，车辆荷载对桥梁结构的冲击和振动影响， 已成为桥梁结构计算分析中不容忽视的重要因素之一。 本文通过 ANS YS 有限元时程分析方法，研究了不同行 驶速度的车辆 荷载通过桥跨结构时桥梁的 动力响应。分析了 行车速度对桥 梁动力响应的影响，并探讨 了车速对冲击系数 的影响规律。 二、计算模型 某汽车质量为 M2 =2 0,0 00 Kg，以一 定速度匀速行驶在 简支梁上。简支梁桥全长为 L=1 6 m ，弹性模量为 E =3 .25 × 1 01 0N/ m 2，泊松比ρ= 0.2 ，密度ρ= 2,6 00 k g/ m 3 ，梁截面积 为 S = 0.9 38 m 2 ，高度为 H= 0.7 5m 。假设车辆行驶方向为 X 方向，桥梁振动方向为 Y 方向。汽车及简支梁的计算模型如 图 1 所示。
冲击系数 - 0 .024 0.039 0.0 520.062 0.100 0.0 600.132 0.1670 .16 10.118 0.078 0.15 5
0. 18
0. 15
数 0. 12 系 0. 09 击 冲 0. 06
0. 03
0. 00
0
20
40 60 80 100 120
车速( km/ h)
图 4 车速与冲击系数的关系
由表 1 中不考虑自重时的跨中节点最大位移可以看出， 在车速由 10 km / h 增加到 12 0 km / h 的过程中，桥梁跨中 节点的最 大位移并不是单调增加，而 是呈曲折上升的趋势。 车速较大 时，行车速度对桥梁的最大 位移值的影响也较大， 当车速为 12 0k m / h 时，桥梁跨中节点最大位移较车辆静止 于跨中时的最大位移增加了 15 %。
桥梁跨中节点 的竖向位移响应。由于车速 不同时，车辆通过
桥跨的时间不 同，因此分析时长也不相同 ，分别计算不同车
速 的车辆 通过 桥跨 结构 及驶 出桥 跨结构 后一 段时 间内 的响
应。
由图 3 的曲线可以看出，车辆驶入桥跨结构前以及驶出
桥跨结构后， 桥梁跨中节点均在重力作用 下的静挠度位置附
近振动（Y1= -0 .01 43 m 处）。车辆通过桥跨结构时，跨中节 点的位移响应 明显增大，且当车辆移动到 桥跨中部附近时的
y
x
v
M2
x
M1 EI
L
图 1 计算模型 采用 ANS YA 有限 元软 件建 立有 限元 模型， 简支 梁用 be a m 3 单元模拟，将车辆荷载作为激励，以移动节点力的形 式作用在桥梁上，使车辆位移与桥梁位移耦合。建立几何模型 并划分单元后，有限元模型的单元数为 32 0，节点数为 3 21 。 收稿日期：2 01 1- 0 8- 16 作者简介：章卫忠，江苏石油勘探局勘察设计研究院。
车 辆作用 下产 生的 动态 变形或 内力 与车 辆静 止作 用在桥 梁
上使桥 梁产生的 静力变形或内 力之比即为 桥梁的冲 击系数。
由于冲 击作用的 存在，桥梁在活 载作用下产 生的内力 要比同