风和随机车流下悬索桥伸缩缝纵向变形

作     者：李光玲 韩万水 陈笑 许昕 刘修平 LI Guang-ling;HAN Wan-shui;CHEN Xiao;XU Xin;LIU Xiu-ping

作者机构：长安大学公路学院 

出 版 物：《交通运输工程学报》 (Journal of Traffic and Transportation Engineering)

年 卷 期：2019年第19卷第5期

页      面：21-32页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0813[工学-建筑学] 0802[工学-机械工程] 0814[工学-土木工程] 0823[工学-交通运输工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51878058) 

主　　题：桥梁工程 伸缩缝 纵向变形 仿真 风-随机车流-钢桁悬索桥分析系统 时位移极值 累计位移 寿命评估 

摘      要：为动态仿真与评估运营阶段风和随机车流联合作用下大跨钢桁悬索桥伸缩缝纵向变形,建立了风-随机车流-钢桁悬索桥分析系统;基于已有单主梁风-车-桥耦合振动分析系统,引入弹簧单元模拟伸缩缝,并从车-桥耦合关系和钢桁梁横断面风荷载精细化加载2个方面将分析系统从单主梁提升为梁格法;基于监测数据仿真重现了交通流荷载,采用建立的分析系统计算了一座典型大跨钢桁悬索桥伸缩缝在随机车流作用下的动态位移时程响应,获取并验证了累计位移与交通流质量的相关关系;以滑动支承耐磨材料厚度为评估指标确定了伸缩缝累计位移临界值,评估了伸缩缝的正常工作寿命;在不同风速和随机车流作用下对伸缩缝纵向变形性能进行了参数敏感性分析。分析结果表明:伸缩缝在随机车流作用下的时位移极值远小于设计允许伸缩范围-880~880 mm;伸缩缝累计位移与其对应时段内的交通流荷载具有正相关性;在风与随机车流联合作用下,风速小于15 m·s^-1时,影响伸缩缝纵向变形的主要荷载因素为随机车流,风速大于15 m·s^-1时,主要荷载因素为风荷载;伸缩缝时位移极值与时累计位移随风速的增大均呈增大趋势;当风速增大至20 m·s^-1时,风荷载产生的伸缩缝纵向变形近似为车流荷载下的2倍;建立的风-随机车流-钢桁悬索桥分析系统可为运营荷载下伸缩缝纵向变形的动态仿真与性能评估提供数值分析平台。