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桥梁预拱度对行车舒适性的影响及桥面线形调整

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郑州大学学报（工学版） 2024年第2期45卷 106-113页

作者：郑元勋孔孟王博立王长柱陈静郑州大学黄河实验室河南郑州450001 郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 中交第三公路工程局有限公司北京100304 中国建筑第七工程局有限公司河南郑州450004

为研究成桥预拱度对连续刚构桥行车舒适性的影响,以多座主跨跨径为110~200 m的连续刚构桥为研究对象,首先,采用滤波白噪声法建立桥面时域模型,并与按余弦曲线设置的成桥线形叠加模拟成桥后的桥面不平度;其次,采用MATLAB/Simlink搭建车辆... 详细信息

为研究成桥预拱度对连续刚构桥行车舒适性的影响,以多座主跨跨径为110~200 m的连续刚构桥为研究对象,首先,采用滤波白噪声法建立桥面时域模型,并与按余弦曲线设置的成桥线形叠加模拟成桥后的桥面不平度;其次,采用MATLAB/Simlink搭建车辆-桥面系统模型,以加速度均方根值(RMS)作为桥梁边跨、中跨桥面的行车舒适性评价指标,以最大瞬态振动值(MTVV)作为边跨峰值处短时内的行车舒适性评价指标;最后,分析采取经验法按照余弦曲线设置成桥预拱度的桥梁其跨径和设计时速对边、中跨RMS值的影响,以及成桥预拱度取值对边跨3L/8处MTVV值的影响。研究结果表明:在边跨、中跨处RMS值均小于0.315 m/s^(2),说明采取经验法按照余弦曲线设置成桥预拱度并不影响中跨处的行车舒适性;在边跨3L/8处MTVV值在短时内存在大于0.345 m/s^(2)的情况,说明在边跨峰值处短时内会产生一定不舒适感。提出了一种基于桥面铺装层施工优化边跨3L/8处和边墩墩顶桥面线形的方法,改善了边跨的行车舒适性。

关键词：连续刚构桥行车舒适性仿真分析桥梁预拱度余弦曲线分配法桥面线形白噪声

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非平稳风作用下大跨悬索桥行车舒适性及安全性研究

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非平稳风作用下大跨悬索桥行车舒适性及安全性研究

作者：王俊翰重庆交通大学

学位级别：硕士

随着交通业的快速进步,大跨桥梁在山区峡谷中建设较为频繁。然而,通过现场实测风速数据来看,在山区峡谷环境中,其风速具有明显的非平稳特征,传统的平稳风分析已经无法满足这种风环境下车辆响应的分析需求。同时,随着社会服务水平的不断... 详细信息

随着交通业的快速进步,大跨桥梁在山区峡谷中建设较为频繁。然而,通过现场实测风速数据来看,在山区峡谷环境中,其风速具有明显的非平稳特征,传统的平稳风分析已经无法满足这种风环境下车辆响应的分析需求。同时,随着社会服务水平的不断提高,人们对出行质量的关注度也在增加,对驾驶的安全性和舒适度也有了更高的期待。大风会加剧车辆和桥梁的振动,而过大的振动会降低车辆行车舒适性和安全性。基于此,本文依托某山区大跨钢桁悬索桥,针对非平稳风作用下,车辆在大跨悬索桥上的行驶安全性和舒适性开展了系统深入的研究,主要研究内容及结论如下:(1)首先通过谐波合成法模拟平稳随机过程,然后结合演变谱理论对平稳随机过程进行调制,以此获得非平稳脉动风速时程,叠加上时变平均风模型,得到非平稳风速样本,将车辆模型作用于基于ANSYS的大跨悬索桥模型上,同时对车辆和桥梁施加非平稳风荷载,并进行参数化分析。分析结果表明,在各工况下,非平稳风作用下车辆响应比平稳风作用下车辆响应大9.0%～14.0%,所以,考虑风的非平稳性是非常有必要的。通过分析调制函数系数对耦合系统的影响,结果表明参数α改变会对车辆动力响应产生影响,而β对动力响应影响不大。(2)基于ISO国际标准对不同风速、车速、路面等级、载重下的非平稳风与平稳风行车舒适性进行对比分析。结果表明,时变平均风越大,车辆加权加速度均方根越大,舒适度越低;非平稳风作用下车辆行驶舒适性弱于平稳风作用下车辆行驶舒适性;非平稳风相较于平稳风作用下车辆加权加速度均方根增加6.1%～10.0%,调制函数系数α改变会对车辆行驶舒适性产生影响,在α=300时,其舒适性处于最不利状态。由此可见非平稳风对车辆行驶舒适性有着较大的影响。(3)基于非平稳风-车-桥系统耦合振动模型,以车轮折算压力为指标,确立了车辆侧倾、侧滑事故判断准则,分析不同参数对车辆行车安全性分析的影响。结果表明,各参数下,非平稳风作用下车辆的接触力最小值均小于平稳风作用下车辆的接触力,折算应力随平均风速、车速以及路面不平度等级的增大而减小,车辆发生侧倾失稳可能性越大;车辆载重越大接触力越大,车辆行驶越安全;调制函数参数α改变会对车辆行驶安全性产生影响,当α=300时达到最不利状态;平稳风相较于非平稳风作用下车辆侧倾临界车速增加4.6%～16.1%,车辆侧倾临界风速增加2.2%～32.4%,车辆侧滑临界风速增加6.5%～17.1%,由此可见非平稳风对车辆行驶安全性有着较大的影响。

关键词：非平稳风-车-桥耦合系统行车舒适性行车安全性大跨悬索桥

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行车舒适性路面不平度评价标准

哈尔滨工业大学学报 2008年第6期40卷 935-938页

作者：单丽岩侯相深马松林哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090

为了从舒适性的角度对路面不平度进行重新的分级,以十自由度整车模型为分析基础,以ISO2631-1:1997(E)《人体承受全身振动的评价标准》为依据,建立了行车舒适性评价系统.评价了在A、B、C三种等级的路面不平度下,丹东黄海DD-680大客车的... 详细信息

为了从舒适性的角度对路面不平度进行重新的分级,以十自由度整车模型为分析基础,以ISO2631-1:1997(E)《人体承受全身振动的评价标准》为依据,建立了行车舒适性评价系统.评价了在A、B、C三种等级的路面不平度下,丹东黄海DD-680大客车的行车舒适性情况.计算数据表明:路面不平度、车速和车辆自身性能对行车舒适性影响显著.通过已经建立的路面不平度与行车舒适性的关系,以人体全身振动的舒适性界限为基准,反算出路面不平度的界限值.初步地从行车舒适性的角度探讨了路面不平度的分级,克服了原路面分级与人体舒适性分级不一致的缺陷.

关键词：路面不平度行车舒适性整车模型评价标准

基于行车舒适性的土工格栅处治涵洞路基差异沉降技术

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材料导报 2021年第4期35卷 4079-4087页

作者：丁龙亭王选仓付林杰张梦媛苟想伟长安大学公路学院西安710064 天津市政工程设计研究院天津300392 甘肃路桥第三公路工程有限责任公司兰州730030

目前采用土工格栅处治桥涵台背路基的差异沉降效果良好,为了提高土工格栅在路基处治中的利用率,本工作创新性地将行车舒适性指标引入涵洞台背路基差异沉降控制。基于人⁃车⁃路耦合系统模型,分析了不同车型和不同车辆速度对人体最大竖向... 详细信息

目前采用土工格栅处治桥涵台背路基的差异沉降效果良好,为了提高土工格栅在路基处治中的利用率,本工作创新性地将行车舒适性指标引入涵洞台背路基差异沉降控制。基于人⁃车⁃路耦合系统模型,分析了不同车型和不同车辆速度对人体最大竖向加速度的影响,通过多次回归计算得到不同车速下人体竖向加速度与差异沉降值的相关关系,提出折线型路基模式下基于行车舒适性的差异沉降控制标准;通过建立涵洞台背路基数值计算模型,计算分析了不同土工格栅铺设方式、密度、位置、长度和格栅模量下涵洞路基顶面的差异沉降分布规律,提出了基于行车舒适性的土工格栅处治涵洞路基差异沉降布设方案,并通过现场试验验证了方案的有效性。研究结果表明:格栅长度是影响涵洞台背路基处治效果的主要因素,所提出的基于舒适性的涵洞台背路基土工格栅铺设方案,可以显著提高格栅的利用率,有效控制路基差异沉降。研究成果可以为山区涵洞台背路基土工格栅铺设提供理论价值与借鉴意义。

关键词：路基工程涵洞路基行车舒适性土工格栅差异沉降

基于D-S证据法的路面行车舒适性综合评价方法

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华南理工大学学报（自然科学版） 2019年第2期47卷 106-112页

作者：张金喜周同举王琳吴洋北京工业大学交通工程北京市重点实验室北京100124

路面行车舒适性主要受路面平整度的影响,目前主要有主观感受、行车振动以及驾乘人员的心生理变化3种评价方法.由于测试对象、测试方法及评价标准不同,不同方法对路面行车舒适性评价的准确性不同,评价结果也有一定的差异.为了提升路面行... 详细信息

路面行车舒适性主要受路面平整度的影响,目前主要有主观感受、行车振动以及驾乘人员的心生理变化3种评价方法.由于测试对象、测试方法及评价标准不同,不同方法对路面行车舒适性评价的准确性不同,评价结果也有一定的差异.为了提升路面行车舒适性评价的准确性和客观性,文中利用平整度范围为1.06～5.53 m/km的12条沥青路面的室外乘车试验结果,提出了采用D-S(Dempster-Shafer)证据法对3种评价方法进行决策融合的路面行车舒适性综合评价方法.研究结果表明:采用D-S证据法建立的基于路面平整度的行车舒适性综合评价体系能够显著降低各评价方法的不确定性,验证了模型的有效性,得到了综合3种舒适性评价方法的路面平整度绝对阈值;速度对综合评价体系的不确定性下降比例有重要的影响,符合实际情况.

关键词：国际平整度指标行车舒适性 D-S证据理论决策融合综合评价方法

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风与车流联合作用下在役桥行车舒适性研究

湖南大学学报（自然科学版） 2016年第1期43卷 45-52页

作者：殷新锋丰锦铭杨小旺刘扬长沙理工大学桥梁工程安全控制省部共建教育部重点实验湖南长沙410004

现有基于风-汽车-桥梁耦合振动的行车舒适性研究中,较少考虑了车流随机性和路面等级退化因素,致使分析成果具有一定局限性.本文综合考虑了车流随机性和路面等级退化等因素,运用一种新的车辆和路面等级退化模型分析大跨度桥梁的振动及行... 详细信息

现有基于风-汽车-桥梁耦合振动的行车舒适性研究中,较少考虑了车流随机性和路面等级退化因素,致使分析成果具有一定局限性.本文综合考虑了车流随机性和路面等级退化等因素,运用一种新的车辆和路面等级退化模型分析大跨度桥梁的振动及行车舒适性.建立一个包含座椅及车辆纵向振动的24自由度空间车辆模型;基于考虑邻近车辆影响的改进CA(Cellular Automation-元胞自动基)模型和路面退化模型,通过桥梁和车辆相互作用力关系,建立了风-车流-桥梁系统的耦合振动方程.数值计算表明:本文所提出的方法能够合理地模拟风-车流-桥梁系统的耦合振动,且驾驶员座椅模型的各向振动对行车舒适性有显著影响.

关键词：风-车流-桥梁耦合振动三维车辆模型路面退化行车舒适性

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检查井及井周路面病害影响下的行车舒适性

北京交通大学学报 2022年第3期46卷 67-79页

作者：赵全满王鑫均井硕刘继法赵品晖胡文军山东建筑大学交通工程学院济南250101 山东建筑大学山东省道路工程绿色建造与性能提升工程实验室济南250101 山东省泰安市公路规划设计院山东泰安271000

为评价车辆经过检查井及井周路面时的行车舒适性,在井周路面平整度状况调查及分析的基础上,建立人-车-井盖耦合振动1/2车辆模型,以加权加速度均方根值为评价指标,以ISO 2631-1-1997为评价标准,分析驾驶员垂向加速度和加权加速度均方根... 详细信息

为评价车辆经过检查井及井周路面时的行车舒适性,在井周路面平整度状况调查及分析的基础上,建立人-车-井盖耦合振动1/2车辆模型,以加权加速度均方根值为评价指标,以ISO 2631-1-1997为评价标准,分析驾驶员垂向加速度和加权加速度均方根值的变化规律及影响因素,对车辆经过检查井及井周路面时的行车舒适性进行评价,并通过加速度现场测试试验验证.结果表明:井周路面行驶质量远差于一般路面;车辆经过井盖时驾驶员加速度达到最大,为4.72 m/s^(2),加权加速度均方根值为1.281 m/s^(2),行车舒适性评价为“非常不舒适”;坡度变化率、井周路面病害造成的高差和井盖沉陷量对行车舒适性的影响较大;加速度最大值与加权加速度均方根值理论计算结果与现场测试结果相比,误差均在合理范围内,理论分析结果可靠.可见,提出的理论分析方法可用于车辆经过检查井及井周路面时的行车舒适性评价,以合理确定检查井及井周路面养护时机及制定养护策略.

关键词：道路工程行车舒适性加权加速度均方根值坡度变化率检查井耦合振动

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高速公路连续刚构桥车桥耦合振动与行车舒适性研究

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公路工程 2019年第5期44卷 18-24页

作者：凌敏夏超逸江苏联合职业技术学院南京工程分院江苏南京211135 北京交通大学土建学院北京100044

基于西北某高速公路连续刚构桥梁,对车桥耦合振动与行车舒适性进行了研究,结果表明,随速度的增大,跨中截面的动挠度冲击系数也会随之出现增加的趋势,尤其是中跨跨中截面的动挠度冲击系数会出现明显增大的现象,边跨跨中界面的动挠度冲击... 详细信息

基于西北某高速公路连续刚构桥梁,对车桥耦合振动与行车舒适性进行了研究,结果表明,随速度的增大,跨中截面的动挠度冲击系数也会随之出现增加的趋势,尤其是中跨跨中截面的动挠度冲击系数会出现明显增大的现象,边跨跨中界面的动挠度冲击系数则增加并不显著,而波形刚腹板连续刚构桥的中跨和边跨跨中界面的动挠度冲击系数则相比于混凝土腹板结构的刚构桥而言,增加更为明显。同时伴随着高速公路路面的平顺程度等级的不同,其跨中振动感也会随着有所差异,当其降低的时候,波形刚腹板组合箱梁连续刚构桥的跨中截面振动效果更为强烈,其冲击系数和动挠度也出现大幅上升现象,因而对于连续刚构桥的车桥耦合振动现象而言,路面不平顺度也是十分重要的影响因素。而对于不同的路面平顺度的前提下,研究表明波形钢腹板组合箱梁连续刚构桥振动要比混凝土腹板连续刚构桥大。随车重的增加,墩顶纵向位移随之增大,两种桥型中跨跨中及边跨跨中截面动挠度冲击系数的增长情况均呈现波动性起伏,但是总体而言,波形刚腹板连续刚构桥的中跨和边跨跨中界面的动挠度冲击系数则相比于混凝土腹板结构的刚构桥而言,增加更为明显。路面等级与车速均是影响行车舒适性的主要因素,路面等级较低时,车桥系统振动会加剧。

关键词：耦合振动行车舒适性连续刚构桥公路

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移动荷载作用下特大悬索桥的行车舒适性

公路交通科技 2007年第9期24卷 46-50,56页

作者：李黎叶志雄王欣胡亮华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉430074

为研究移动荷载作用下特大悬索桥的动力响应和行车舒适性问题,用正交异性矩形板单元弯曲形函数的6次Hermitian插值函数,通过Matlab编程把车辆移动过桥时的荷载转换成加劲梁各节点的荷载时程,用通用有限元程序ANSYS,对移动荷载作用下特... 详细信息

为研究移动荷载作用下特大悬索桥的动力响应和行车舒适性问题,用正交异性矩形板单元弯曲形函数的6次Hermitian插值函数,通过Matlab编程把车辆移动过桥时的荷载转换成加劲梁各节点的荷载时程,用通用有限元程序ANSYS,对移动荷载作用下特大悬索桥动态响应进行了时程分析,给出了悬索桥在不同荷载作用下的数值分析结果。实例分析表明,该方法具有很好的适用性和很高的精度,加劲梁最大位移响应位于桥梁中跨的跨中位置,发生在移动荷载通过桥梁跨中位置前后。最后,通过对某悬索桥动力响应的时程结果进行小波变换,研究了该悬索桥的行车舒适性。

关键词：桥梁工程行车舒适性时程分析特大悬索桥移动车辆荷载