车流密集程度对重载随机车流与桥梁耦合振动影响分析

作     者：桂水荣 何锐 曾宏伟 GUI Shuirong;HE Rui;ZENG Hongwei

作者机构：华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013 

出 版 物：《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 (Journal of Shenyang Jianzhu University：Natural Science)

年 卷 期：2024年第40卷第5期

页      面：797-806页

学科分类：08[工学] 083305[工学-城乡生态环境与基础设施规划] 082303[工学-交通运输规划与管理] 081403[工学-市政工程] 0814[工学-土木工程] 0833[工学-城乡规划学] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52268026 12062006) 

主　　题：重载随机车流 车桥耦合振动 元胞自动机 车流密集程度 

摘      要：目的 将元胞自动机建立的重载随机车流模型引入车桥耦合振动系统,探究重载随机车流密集程度激发桥梁振动响应规律。方法 基于元胞自动机和NaSch模型,模拟道路交通周期边界条件下单向双车道重载随机车流,真实还原桥梁上车流演变规律,建立考虑车型、车速、车道、车重和驾驶员行为特性的重载随机车流-桥梁耦合振动模型;采用MATLAB软件编程求解重载随机车流与桥梁耦合振动特性。结果 重载车流从自由流向阻塞流转变,桥梁竖向挠曲变形逐渐增大,振动加速度先增大后减小;阻塞流时桥梁产生最大竖向变形,密集流时桥梁竖向振动速度和加速度响应最剧烈。桥梁振动响应的能量峰值主要集中在桥梁主频4 Hz和9 Hz附近,且随着车流密度增大、车速降低,随机车流激发的桥梁振动响应能量峰值先增大后减小。结论 车辆占有率为18%的密集流出现最大振动响应能量峰值,车辆占有率为31%的拥挤流最易激发桥梁高阶频率振动。