研究影响流量系数大斜拉桥在有风的环境中

文摘

通过开发一个wind-vehicle-bridge耦合动态分析系统,流量系数的影响斜拉桥,其概率分布进行了研究。一些重要影响因素的影响系数,如登车桥耦合效应、速度、旅行和交通密度,进行了分析。桥面之间的耦合效应的影响的冲击和车辆振动对流量系数的影响斜拉桥由于关注。结果表明,登车桥耦合效应和表面粗糙度产生重要影响斜拉桥的影响效应。考虑到影响流量系数的一座桥上熊随机性的特点,文章的基础上大量的样本,解释旅行速度的影响和交通密度的概率分布。针对结果来源于耦合动态分析,建议所有跨度的影响系数是25%的斜拉桥苏通长江大桥。

1。介绍

在桥梁设计的影响系数是一个重要的问题。目前,影响系数在桥梁设计规范规定的代码可以分为两大类:一为影响系数之间的相关性和桥梁的长度,另提供影响系数之间的相关性和桥梁的基本频率。由于理论研究和计算技术的限制,许多早期的研究影响系数依赖于实地测量。这些测量的基础上,在设计规范规定的代码。然而,测量主要集中在短期或中篇桥梁。正如我们所知,有许多因素,如驾驶速度,桥梁动态特性,和表面粗糙度,这将影响桥梁的影响效果。现场测量需要大量的人力和财力资源。研究桥组件的影响系数问题等等,桥梁载荷作用下的运动方程是发展成为一个登车桥耦合振动分析系统。

登车桥耦合振动分析技术的发展已经使人们有可能通过数值模拟来研究影响系数。这种模拟可以带来各种影响因素考虑,节省劳动力和金融资源。先前的研究[1- - - - - -4]分析了影响系数通过使用登车桥耦合分析系统,考虑表面粗糙度对冲击系数的影响。

但长斜拉桥,一些特殊的功能,不存在在短桥梁出现,如同时存在各种卡车和显著的对风的敏感性。近年来,有很多研究耦合wind-vehicle-bridge系统。例如,研究公路车辆之间的耦合振动和斜拉桥在侧风环境中可以发现在文献[5,6]。此外,登车桥耦合分析高速公路的作用下随机交通流是更加关注。非盟et al。7)研究了桥梁在交通流运动,轴的载荷的统计特征符合实际情况应用于桥梁模型,但车辆振动和耦合效应被忽视,和空间间隔在车辆简化为定值。

研究大型斜拉桥的影响系数是由新开发wind-vehicle-bridge耦合分析系统。鉴于有各种类型的车辆在实际的交通流中,4-axle的数学模型,5-axle, 6-axle车辆被推导和纳入当前wind-vehicle-bridge耦合分析系统。相应的计算程序是用Fortran 90年写的。苏通长江大桥为例,桥的影响效应的三个跨越不同长度的研究基于发达wind-vehicle-bridge系统。交通流量的影响系数之间的差异在桥上的单一车辆进行了讨论。车辆的振动之间的耦合效应,研究了桥的冲击和影响系数的交通负荷在斜拉桥强烈的风环境由于关注。影响系数的耦合动力分析与结果相比,本文进一步从桥梁设计规范。

2。登车桥耦合振动分析系统交通流,风载

2.1。动力学模型的一座桥

的分析模型,建立了大跨度斜拉桥的有限元法(FEM)使用不同种类的元素,如梁元素和链接元素。根据结构动力学和有限元理论,桥梁模型的运动方程可以表示为 在哪里,,表示质量矩阵、阻尼矩阵和一座桥的切线刚度矩阵,分别。在这项研究中,材料是均匀的、各向同性、线性弹性。采用瑞利阻尼矩阵。表示等效节点载荷引起的外部负载。关于wind-vehicle-bridge耦合系统,子系统的等效负载包括的桥梁 在哪里,,,,表示自重、车辆载荷、静态风荷载、冲击力量,分别和自激力。

研究斜拉桥的影响系数是由苏通长江公路大桥,一个大型斜拉桥,作为一个例子。桥的总长度是8206米(26923英尺)。它的主要通道是斜拉桥的跨度1088米(3570英尺),直到2012年世界上最长的斜拉桥。其两侧跨度300米(980英尺)长,和另一个有四个小电缆(见图1(一))。桥接到2010土木工程杰出成就奖(海洋)从美国土木工程师协会。两个桥塔是300.4米(986英尺)高,是世界上第二高直到现在。塔是一个倒y形钢筋混凝土结构连接梁塔的两腿之间。从每个塔,34保持电缆辐射向下的四架飞机来支持桥面。每两个电缆之间的时间间隔是在桥楼甲板的高度16.2米。外部电缆577米(1885英尺),是世界上最长的。群桩基础的平面视图大小平方米,是全球最大的。桥面是钢箱梁横向和纵向内部膜片和整流罩鼻子两边。总桥面的宽度是包括整流罩的鼻子(见图41米1 (b))。六个标准高速公路两个方向设计,旅游航道设计速度为100公里/小时,和nonnavigation渠道设计在120 km / h。在图1,分A、B和C表示的中跨2日,3日,4日跨越。

一个三维有限元模型建立了苏通长江大桥的主要通道。与桥的长度相比,桥宽41米仍非常狭窄。各种钢框内加劲肋的存在可以确保飞机的适用性截面假设是适用的和一个三维梁单元模型能体现整个桥梁的主要振动模式。飞机横截面的基础上假设,主梁模型是本文采用骨架模型。也就是说,弯曲,扭转刚度和梁的质量都集中在中间线组成的三维梁元素。刚性cross-girders没有大规模用于实现传输电缆和主梁之间的力量。两个桥塔也利用三维离散梁元素。斜电缆产生的松弛效应nonignorable影响有线刚度,考虑的等效弹性模量。简化不会影响整个桥梁的动态特性,因此不会影响桥面的反应。固定约束采用码头和塔的底部。 Vertical and lateral coupling constraints are used at the joints of the piers and the main beam. Since the bridge is a longitudinal floating structural system, only vertical coupling constraints are adopted at the joints of the towers and the main beam. The influence of the bridge deck pavement on dynamic characteristics is included by using lumped masses. The total finite element model contains 866 nodes, 1122 elements, 16 supporting conditions, 28 coupling constraints, and 636 sections. Some modes and corresponding natural frequencies of the bridge are given in Table1。三号到四号模式是第一个垂直弯曲模式主要呈现两大跨度的弯曲,而前两个垂直模式体现边跨的弯曲是47 th-48th模式。图2显示了桥的有限元模型和一些重要的垂直弯曲模式。在动力分析中,桥的阻尼比分配0.5%。

2.2。Multiaxle公路车辆的动力学模型

根据文献[8),全国范围内的调查已经在中国进行和数据收集了近70000辆。根据轴的车辆分类数量和类型。轴的加权平均计算重量和轴之间的时间间隔,得到典型的车辆类型,如表所示2。本文关注车辆的影响效果大桥梁。因为车辆的振动和登车桥耦合效应中扮演重要角色的影响效应在某些情况下,车辆的动力特征应该被考虑。在大多数研究登车桥相互动力行动,一辆汽车被认为是由几个刚体连接的弹簧和阻尼器。弹簧一般视为线性,粘滞阻尼器。假设一个车辆以一个恒定的速度移动沿着一条线;因此,纵向振动可以被忽视。在以前的登车桥耦合振动分析系统、车辆类型主要包括2 -和纵然车辆;但真正multiaxle车辆的数量存在于公路交通流。在这里,4-axle车辆的动力学模型模型如图3作为一个例子。车身有五个自由度:垂直运动,横向运动滚动运动(约协调),点头运动(约坐标)和偏航运动(约协调)。每个轮子有两个自由度:横向运动,表示数量的轴)和垂直运动。在图3,,,,表示上悬架系统的刚度和阻尼的车辆纵向和横向方向,分别;表示的水平距离th轴车辆重心的身体;表示轮胎之间的横向距离的一半;表示车辆的重心的垂直距离身体从地上。车辆模型的动力学方程可以通过拉格朗日原理,推导出表达在以下形式: 在哪里是车辆位移的矢量;,,质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵,分别;,分别是静态的风载荷和冲击载荷;是tire-deck交互感应的甲板粗糙度和甲板运动。汽车模型的动力学参数,如刚度和阻尼,在表3在文献[是可用的5]。

2.3。登车桥耦合系统的计算方法

假定的表面粗糙度桥面不是粗糙使车辆从甲板表面,没有车辆和桥面之间的横向滑动;因此所有车辆的轮胎一直保持接触桥甲板。桥面的运动产生额外的粗糙度,使车辆振动与桥面的运动。一个单独的迭代法用于解决登车桥耦合系统。每个车辆和桥梁动力学方程单独解决,和一致的几何关系车辆和桥梁满足通过不断解决两个子系统。具体程序如下。(1)结合表面粗糙度和桥面的运动在最后时间步和计算力在桥面上运行的车辆。(2)单独解决车辆子系统使用纽马克积分法获得初始车辆响应(,,当前时间步)。(3)计算静态风的力量,冲击力量,和自激力桥面根据桥面的运动状态(,,)在最后一次一步,单独解决桥的桥子系统和获得响应(,,在当前时间步。(4)桥面的运动获得的一步应用于一步。然后步骤来是重复的,直到在接触点几何相容性的条件很满意,然后计算下一个时间步继续。

90年上述分析过程使用的Fortran程序,两个自我界定的结构数据类型是用来描述车辆的动力学模型和运动状态,分别。所有桥的数据模型、车辆模型、交通流,表面粗糙度,紊流风等等保存在文本文件和阅读计划。

为了验证不同的迭代法的精度,用于登车桥耦合系统的动力分析本文简支梁梁的响应受到移动质量和一个移动的簧载质量计算,分别。简单的梁是30米长。其弹性模量和惯性矩和10米⁴,分别。移动质量重30吨,弹簧的刚度KN / m。质量和簧上质量的移动速度分配的价值10 m / s。梁的阻尼和表面粗糙度梁并不包含在这个例子。比格斯(9]给出了运动方程的耦合系统的振动的一个简单的梁受到动簧上质量的基础上模态分析方法。运动方程的矩阵形式如下:

在哪里表示th广义自由度,表示th简单梁的频率,和罪恶()是对应的模态函数;表示使用模态函数的数量;和分别表示簧载质量和簧下质量;表示弹簧的刚度;表示移动速度。当和设置为零,简单梁的响应受到移动能获得质量。当设置为零,反应受到移动簧上质量在这个例子中会获得。垂直位移和力矩计算如下:

数据4(一)- - - - - -4 (d)给简单的梁的响应受到恒定负载移动,移动的质量,和一个移动的簧载质量。数据显示,简单的梁的位移和时间响应计算得到的中跨项目摘要按照这些方法获得的文献[9]。前10个情态动词是包括在计算中。

2.4。风的力量在苏通长江大桥

桥面是钝头体部分,和空气动力的经历是复杂的。三大地区的风力作用在桥面,即稳态部队由于意味着风,由于风湍流冲击力量,和计算部队由于空气弹性变形的桥梁之间的交互运动和流利的领域,包括在动力分析。一般来说,空气动力电缆不比较与桥面的经历,和电缆的振动施加影响桥面。因此,像分析桥面的振动在大多数相关文献,本文的空气动力电缆被忽略。苏通大桥长江大桥很著名,它的气动力系数和桥面的颤振导数在一些文献发表。正如我们所知,显然会影响气动力系数雷诺数效应。这里,苏通长江大桥的气动力系数测量高雷诺数的条件1.0×10⁶~ 1.38×10⁶ 在文献[10采用。桥梁的颤振导数来自文献[11]。

2.5。模拟桥面上的表面粗糙度

正如我们所知,表面粗糙度通常被认为是一个高斯平稳随机过程。表面粗糙度的仿真技术开发了一些以往的研究(12,13]。功率谱密度(PSD)的功能,它是由多兹和罗布森12)来描述道路表面粗糙度,如下: 在哪里糙度系数(/周期),表示空间频率,即波数(周期/ m),表示不连续频率(1/2)(周期/ m),粗糙度指数。有三个不同类型的道路,每个类都有两个,三个,四个道路条件,也就是说,很好,好,一般,差。糙度系数的值和指数和依赖路面不平度的类,给出了在文献[12]。这里,表面粗糙度等级应该是“好”或“平均”的“主要道路。“糙度系数=或米³/周期,分别。指数和将2来简化问题。

车辆振动频率的最小值是0.5赫兹在最大30 Hz;下限的旅行速度应该是0.5 m / s,上限是35米/秒;粗糙度的空间频率的下限周期/ m和上限周期/ m。纵向间隔被分配为0.1667 m。考虑到表面粗糙度在道路或桥面沿着桥的宽度不同,路径粗糙度模拟。每个路径粗糙度代表一个粗糙点沿着桥的宽度。模拟的粗糙度和PSD(功率谱密度)所示的数据5和6。模拟光谱很符合他们的目标光谱。模拟粗糙度是周期和粗糙度只在一个给定的图5。苏通大桥桥面以来的长江大桥长2088米,超过表面粗糙度的长度在一个周期内,模拟粗糙度需要根据其周期性扩展。

3所示。大型斜拉桥的影响系数

3.1。登车桥耦合振动分析

假设一个车辆运行在内部巷和旅行速度是100公里/小时。桥面上的表面粗糙度等级应该是“平均水平。“时间历史的登车桥耦合的动态响应苏通长江大桥的作用下单一车辆给出数据7(一)- - - - - -7 (j),忽视所有获得的静态响应动态效应和表面粗糙度和动态反应获得的关于所有轴移动恒定负载。点的代表中跨100米大跨度和C点代表的中跨1088米大跨度,将被称为1000米跨度以下的上下文。每个轴都是由两个轮胎在桥面和每个轮胎的接触力波动大约一半的轴负载。接触力的两个轮胎相同的轴上的多路径表面粗糙度有所不同,因为桥面采用。

最大动力响应的比值最大静态动态放大系数和的影响系数。单个车辆的作用下,大跨度1000米的垂直位移要大于100米的跨度。然而,前者的影响系数是小于后者。表面粗糙度和车辆的振动影响作出一些贡献系数的单车辆100米跨度。影响系数的不同类型的车辆在桥上是不同的。的例子中,影响系数2-axle, 4-axle和6-axle车辆相对比别人大。讨论车辆类型及其规律性的影响需要更多的桥的例子,应该更加关注普通梁桥梁的冲击系数时,这是对单个车辆的作用更敏感,进行了研究。一般来说,对大型斜拉桥,单个车辆的影响系数小于5%。它可以视为足够安全设置单个车辆的影响系数在斜拉桥为5%。但大型斜拉桥承担一些短期和medium-span桥梁不特性。 They are burdened with heavier traffic flows which consist of multiple vehicles. They have clustered frequencies and are sensitive to wind loads. The authors are more interested in whether the impact effect of a traffic flow on a cable-stayed bridge is evidently different from that of single vehicles on it. In a strong windy environment, vehicles’ vibration excited by surface roughness couples with the bridge deck’s buffeting caused by wind loads, which possibly exerts important influence on impact coefficients of traffic loads on a large cable-stayed bridge.

3.2。影响系数的交通负荷作用下桥上的交通流

交通流的信息往往来自实地交通调查,消耗大量的人力和财力资源。现代高速公路都配有收费站和详细的交通流数据被记录在数据库中。事实上,这些数据提供了一种方便的交通流信息的访问,这是采用。根据数据在一天的收费站苏通长江大桥,交通卷在24小时内给出图8北(南)网络数据表示,汽车的数量从北(南)。图显示,交通量从北显然比在这一天从南。有两个高峰小时交通量曲线。一个上午九点到十点发生。和其他下午从3点到5点。前者是一天的高峰时间。根据车辆的通过时间,在高峰时段的交通流数据在图所示92 - 6,垂直坐标表示2 - 6轴车辆。当然,实际的交通流是复杂的,和车辆的行驶速度以及它们之间的间隔变化。图8只能代表一天的交通流情况,很可能在其他天交通呈现出不同的特点。但是,本文主要关注影响交通流量、风载的影响斜拉桥。这是不必要的追求绝对精确的交通流信息。在论文中,车辆的行驶速度被视为一个常数。影响交通流的强度的影响系数将讨论使用数据在一天,这将在稍后验证。

这一段,通过设置旅行速度100公里/小时,计算桥梁的动态和静态响应在高峰时间。桥面上的表面粗糙度等级设置为“好。“部分计算结果如图10。图显示的影响效应作用下大跨度100米的交通流显然比单个车辆的作用下,耦合效应会产生一个明显的影响的影响效应。垂直位移和垂直力矩响应系数的影响一样大13%根据耦合动态响应给定图的一部分10。然而,1000米的影响系数作用下大跨度仍小于5%的交通流量。

理解的原因影响效应引起的交通流量明显大于单个车辆造成的(4-axle车辆),响应的功率谱密度进行了分析。图(11日)显示,有两个明显的峰值100米跨度的反应谱引起的交通流或单一的车辆。一个是0.07和0.2 Hz之间;另一个是在1.0赫兹。结合表1,一个人可以知道前者对应于低频垂直弯曲模式而后者对应于高频的。然而,响应的功率谱密度产生的交通流非常不同于由一个单一的汽车。第一个峰值乐队的最大价值是大约10倍的第二个100大跨度的反应谱由一个单一的工具,虽然在100倍频谱由交通流引起的。这表明一个交通流可以激发更多的低频垂直弯曲模式,占一个交通流的原因会造成更大的影响系数。图11 (b)表明大跨度1000米的反应谱引起的交通流提供了一个线性下降趋势,甚至没有峰值在桥的基本频率响应谱(0.19赫兹),这表明有小振动成分在1000米跨度的反应。

3.3。概率特征的影响系数桥上的交通流量

在上述讨论,几个交通流的影响效果样本在桥上进行了分析,从而说明登车桥耦合效应的影响效应和表面粗糙度的影响。然而,由于影响系数的随机性,有限数量的样品不够有说服力的影响占一些喜欢旅行速度等参数的影响系数。这里的交通流在一天使用,每100秒的交通流作为一个样本。总共采样点的影响系数是通过耦合动力学理论,然后研究了它的概率分布。

旅行速度分配在100 km / h,粗糙度等级设置为“好。“位移系数的影响在中跨100米的大跨度在图12,影响系数的概率分布在不同时间片段。数据12(一个)和12 (d)代表情况晚上用更少的交通数据12 (b)和12 (c)代表,在白天交通拥挤。通过比较4段,结果发现一个标准差的影响系数引起的交通拥挤流一点比那些稀疏的交通流量,平均值是几乎一样的。数据12 (e)和12 (f)给交通流量的影响系数的分布在100米大跨度短时间片段。当时间只要2到3个小时,也就是说,采样点的数量- - - - - -,它的平均值和标准偏差几乎是稳定的。交通流在9点和晚上11点。用于以下部分,当交通最重的在桥上。然而,它也被证明是合理的假设影响系数的概率分布的交通流量是独立的一座桥上的强度。当足够的数据流量收费站没有提供,可以随机调查2 - 3小时内的交通流数据。

图13提出了桥的垂直位移影响系数的分布条件下不同的表面粗糙度。图14介绍了垂直力矩影响系数的概率分布在a点结果进一步弄清楚,登车桥耦合效应和表面粗糙度的成绩产生显著影响影响系数的交通负荷100米跨度的斜拉桥。当表面粗糙度等级是“好”,交通负荷的影响系数一般不超过20%。当年级“平均”,交通负荷的最大影响系数的100米跨度桥梁甚至高达30%。然而,交通负荷的影响系数在1000米大跨度小于5%在无风的环境中。原因是1000米跨度的频率远远低于这些车辆的振动。1000米跨度提出了明显不同的特征在一个强大的风环境中,这将在稍后详细分析了。

图15介绍了交通流的影响系数的分布在不同行驶速度100米跨度。虽然影响系数熊随机性的特点,其概率分布说明旅行速度产生规律的影响效应的影响。随着旅行的速度上升,平均值和标准差的影响系数增加。

3.4。在桥上交通负荷的影响系数在一个强大的风环境

桥的历史时间响应计算风载作用下,随机风速场需要模拟。光谱表征方法由Deodatis [14这里采用)。通过引用文献[15),横向风谱采用Kainmal的形式;垂直谱采用种看法。在广告所呈现的形式和潘诺夫斯基达文波特的形式采用的相干函数的相关系数设置为7.0。桥的动态响应的风载作用下的平均风速49.8米/秒,这是设计风速苏通长江大桥,进行了分析。结果部分如图16。图显示两个垂直和侧向响应在C点风载作用下波动围绕其平均值,分别。然而,他们的平均值不为零,零平均值是由静态风载引起的。垂直静态响应引起的风载荷小于外侧。然而造成的垂直动态响应的振幅紊流风远远大于外侧的一个。原因是电梯项目的桥面风攻角的空气动力系数更敏感比阻力和扭矩项目和升力系数的导数对风攻角大于其他两个。桥面的自激力,这是由于流固耦合的机理,使垂直冲击明显减少。它表明流固耦合限制冲击桥楼甲板的设计风速。

通过使用一个示例的流量数据在10分钟以上高峰时段,风载产生的反应,造成的交通流进行了比较。图17显示,当平均风速20 m / s,主跨度的冲击反应引起的紊流风与交通流造成的比较。当平均风速增加到30米/秒或49.8 m / s,主跨度的冲击反应引起的紊流风变得更大,比这更大的交通流造成的。在这种情况下,成为一个风载的主要负载。图17 (c)提供4-axle车辆之间的接触力响应和强劲的桥面风环境。图17日(d)显示粗糙度和额外的粗糙度,这是由于桥面的运动,一个轮胎的接触点。轮胎的所有联系的反应是积极的,它提出了假设的正确性,所有轮胎的车辆与桥面总是保持联系。

此外,它可以观察到的频率大跨度1000米的冲击远高于其响应交通流的作用下。所以存在一个桥面振动之间的耦合现象和车辆振动。wind-vehicle-bridge耦合振动进一步分析。清晰地分析问题,造成的冲击响应在C点风载荷减去联合行动产生的动态响应的风载和交通流。减法也响应产生的交通流,在桥的冲击和车辆振动之间的耦合是考虑。图18比较了桥面的反应造成的交通流在有风的环境中,在无风的环境中。当平均风速20 m / s,没有明显区别的结果wind-vehicle-bridge耦合分析和登车桥耦合。然而,当平均风速上升到30 m / s,从wind-vehicle-bridge分析获得的最大影响系数为13%,比这大得多的登车桥。当平均风速49.8米/秒,最大影响系数从wind-vehicle-bridge分析获得高达21%。粗糙度等级设置为“好”的计算。

的概率分布从wind-vehicle-bridge获得1000米跨度的影响系数耦合分析进行了研究。3个小时的交通流数据使用和分配平均风速在30和49.8 m / s,分别。粗糙度等级设置为分别为“好”和“平均”。每100秒的交通流作为一个样本和数据中提供的概率分布19和20.。通过比较数据13 (d),19,20.,可以得出这样的结论:车辆之间的耦合振动和冲击的桥面施加显著影响桥上的交通流的影响效应,当风速的影响愈加明显上升。原因可能在于,自激力扮演更重要的角色在风载风速很大,这使得桥面的振动频率成分的变化。在这种情况下,它变得更容易的运动车辆的振动两桥的跨度1000米。图19还提出了表面粗糙度等级施加什么影响影响系数1000米跨度的交通负荷,因此登车桥耦合成为一个决定性因素影响桥1000米跨度的影响在一个强大的风环境。

影响系数计算通过使用动态分析与结果相比,本文进一步来源于代码在桥梁设计规范规定。目前,影响系数计算基于桥梁的基本频率或其长度的设计规范。苏通大桥的主要跨长江大桥的主要渠道有1008米长。根据aashto - 1996 (16),影响系数应该是1.46%。前两个垂直弯曲的频率模式的苏通长江大桥是0.18赫兹和0.22赫兹,分别和前两个垂直弯曲的频率模式体现侧弯曲,也就是说,47、48模式,也小于或接近1.0赫兹。根据JTG d60 - 2004 (17),影响系数是5%。然而,根据ohbdc - 1983 (18),影响系数应该是20%这样的一座桥。鉴于来自上述动态分析结果,对大型斜拉桥,建议交通负荷的影响系数需要25%的价值。

4所示。结论

研制了一种数学方法来分析斜拉桥的影响系数。wind-vehicle-bridge耦合分析系统提出了考虑随机公路交通流。以苏通长江大桥为例,影响系数不同跨度的这个大型斜拉桥是由新开发研究的耦合分析系统,以及车辆之间的耦合振动和桥面的冲击是由于关注。计算结果与相关代码条款规定的值在桥梁设计规范。结论如下。

影响系数的随机交通流在大跨度100米远比单一的车辆。有两个峰的反应谱作用下100米跨度的交通流或一个工具:一个对应于低频垂直弯曲模式,另一个对应于高频的。在单个车辆产生的反应谱,第一个峰是第二个的约10倍。这一比率增加到100倍的反应谱产生的交通流。这表明一个交通流可以激发更多的低频垂直弯曲模式,这是影响效应的原因引起的交通流量比由一个更大的车辆。

影响系数熊随机性的特点,所以影响系数的概率分布,基于大量的样本,可以更清楚地解释各种各样的因素的影响。提出,标准差的影响系数的流量是一个小比那些稀疏的流量,而他们的平均值是几乎一样的。所以它是合理的假设的概率分布流量系数的影响是独立的一座桥上的交通强度。随着旅行速度上升,平均值和标准差系数增加的一座桥上交通流量的影响。登车桥耦合效应和表面粗糙度等级系数产生重要影响影响斜拉桥的交通负荷。当表面粗糙度等级是“好”,影响系数都不超过20%。当年级“平均”,最大的影响系数100米跨度甚至高达30%。然而,交通负荷的影响系数在1000米大跨度小于5%在无风的环境中。

斜拉桥的静态垂直反应产生的风力负荷小于外侧。但桥的振幅的垂直冲击响应引起的紊流风远远大于外侧的一个。当平均风速超过30 m / s, 1000米跨度的冲击响应远远大于其响应引起的交通流量。之间存在耦合现象,车辆的振动和桥面的冲击,这使得交通负荷的影响系数1000米跨度的斜拉桥成为一个强大的风环境中高达25%。表面粗糙度等级施加什么影响影响系数1000米跨度的交通负荷,因此登车桥耦合效应成为决定性因素影响交通负荷的影响斜拉桥在一个强大的风环境。

影响系数计算的耦合系统动态分析与结果来源于桥梁设计规范。根据耦合动态分析结果,初步得出结论,影响系数应该是大型斜拉桥为25%。影响大型斜拉桥的影响涉及到很多因素。讨论了一些重要的相关因素和规律,得出一些结论。然而,只有一个斜拉桥为例。更多的例子还需要进一步研究,理性建议交通负荷的影响系数斜拉桥是桥梁设计者提供。问题分析了时也应将关注其他类型的桥梁的影响效应进行了研究。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

承认

作者承认中国的金融贡献被授予国家自然科学基金会(51108154,51278064)。

引用

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