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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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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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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

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考虑行车舒适性的双目标路径选择研究

考虑行车舒适性的双目标路径选择研究

作者：于泓湉长沙理工大学

学位级别：硕士

随着道路建设的日益完善,行车舒适性逐渐成为出行者路径选择的重要影响因素。出行者的路径选择行为偏好呈现多样性的特点,快捷舒适性偏好的出行者在做决策时,经常需要在出行时间和行车舒适性之间进行权衡比较。为了更好的解释和指导出... 详细信息

随着道路建设的日益完善,行车舒适性逐渐成为出行者路径选择的重要影响因素。出行者的路径选择行为偏好呈现多样性的特点,快捷舒适性偏好的出行者在做决策时,经常需要在出行时间和行车舒适性之间进行权衡比较。为了更好的解释和指导出行者的路径选择行为,有必要对快捷舒适性偏好个体的路径选择进行研究。本文基于国内外相关研究的基础,从道路交通系统各组成部分的角度,分析行车舒适性的影响因素,其中路面平整度和道路线形对行车舒适性的影响最为显著;由于加速度干扰与行车舒适性关系密切,选取加速度干扰作为行车舒适性的量化指标;通过对车辆力学特征的分析,分别建立线形段的横、纵、竖三向的加速度模型,基于加速度干扰理论,分别推导出线形段的横、纵、竖三向的加速度干扰模型;由于人体对不同方向的加速度干扰的敏感程度不同,赋予三个方向加速度干扰不同的权重系数,建立线形段基于横、纵、竖三向的总加速度干扰模型;路段基于横、纵、竖三向的总加速度干扰等于组成该路段的所有线形段的三向总加速度干扰的加权平均值,路径基于横、纵、竖三向的总加速度干扰等于组成该路径的所有路段的三向总加速度干扰的加权平均值,基于此,依次建立路段和路径基于横、纵、竖三向的总加速度干扰模型;以路径的三向总加速度干扰和路径走行时间作为目标函数建立考虑行车舒适性的双目标路径选择模型;根据所研究路径选择的特点,设计符合本论文路径选择研究的加权求和算法和NSGA-Ⅱ算法;使用MATLAB软件进行编程,通过算例计算验证路段基于横、纵、竖三向的总加速度干扰模型、考虑行车舒适性的双目标路径选择模型以及算法的有效性。本文建立的路径基于横、纵、竖三向的总加速度干扰模型,实现行车舒适性的量化,对行车舒适性的客观性评价具有一定的参考价值;本文建立的考虑行车舒适性的双目标路径选择模型可以很好的解释和指导快捷舒适性偏好出行者的路径选择行为;相对于传统优化算法,NSGA-Ⅱ算法的求解结果更全面,可以满足不同快捷舒适性偏好出行者的需求。

关键词：路径选择双目标优化 NSGA-Ⅱ算法行车舒适性加速度干扰

基于轨道线形波段分离的大跨度铁路桥梁行车舒适性评价

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基于轨道线形波段分离的大跨度铁路桥梁行车舒适性评价

作者：何鑫西南交通大学

学位级别：硕士

因高速铁路具有速度较快、安全性好、输送力强、舒适方便、能耗较低等优点,在国内外的交通运输中得到快速发展。近年来伴随着高速铁路列车的运营速度不断提升以及高速重载铁路的快速发展,列车轮对与轨道之间的激励越来越强。轨道几何形... 详细信息

因高速铁路具有速度较快、安全性好、输送力强、舒适方便、能耗较低等优点,在国内外的交通运输中得到快速发展。近年来伴随着高速铁路列车的运营速度不断提升以及高速重载铁路的快速发展,列车轮对与轨道之间的激励越来越强。轨道几何形位是列车轮轨系统的激扰源,对机车车辆振动和轮轨力的影响较大,导致轨道几何形位成为影响列车安全性和舒适性的重要因素。研究列车运行平稳性和舒适性时,轨道不平顺就显得尤为重要。目前对于大跨度桥梁行车舒适性的研究备受关注,本文以行车舒适性为控制目标,探讨了基于轨道线形波段分离的大跨度桥梁行车舒适性的评价。主要研究工作如下:(1)通过分析桥梁变形的不同变形线形与其对应的车辆振动加速度的关系,以及车辆加速度对轨道位移幅值的频响函数,确定了长短波分离的可行性和分离界限。并对长短波部分加速度的近似解作了介绍,通过弦测矢度值可得短波加速度近似解,曲率计算可得长波加速度近似解。然后介绍了目前长短波滤波分离所遇到的信号泄露问题,并通过改进现有滤波器有效减小了泄露问题。(2)分析现有的轨道不平顺弦测方法,静态弦测方法不能反应列车过桥时车桥的相互作用,现有的动态弦测方法也存在精度上的缺陷。为了进一步提升检测精度,本文提出了三测点的桥上动态弦测方法。通过比较不同检测方法和列车振动响应时程曲线的相似性,发现三测点的桥上动态弦测矢度值能更好的反映列车加速度响应的规律。(3)研究了轨道随机不平顺、桥梁附加变形短波的加速度组合关系,通过与轨道随机不平顺、桥梁附加变形短波叠加后的加速度相比,结果表明轨道随机不平顺、桥梁附加变形短波的加速度基本满足“平方和开平方(SRSS)”组合关系。然后用加速度近似解替换组合公式里的加速度,再进行计算和推导,发现轨道随机不平顺、桥梁附加变形短波的加速度近似解也满足“平方和开平方”组合关系。同理,将该组合关系推导至长短波的加速度组合,结果表明轨道随机不平顺、桥梁附加变形短波和桥梁附加变形长波三种轨道变形的加速度近似解满足“平方和开平方”组合关系。最后通过该组合关系式,反推出以弦测法幅值为指标的舒适性控制标准。以达到更为简单方便的控制大跨桥的行车舒适性的目的。

关键词：大跨度桥梁轨道不平顺动态弦测行车舒适性滤波

横风作用下大跨度钢桁梁悬索桥疲劳和行车舒适性分析

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横风作用下大跨度钢桁梁悬索桥疲劳和行车舒适性分析

作者：李嘉隆中南大学

学位级别：硕士

随着高速公路网络向西部地区不断延伸,跨越高山峡谷的大跨桥梁不断增加,桥面处风速往往较大,强风荷载不仅会加剧桥梁的振动,还会降低桥梁的适用寿命。高山峡谷地区桥梁大多采用钢结构作为主要承重构件,在脉动风荷载和车辆荷载作用下吊... 详细信息

随着高速公路网络向西部地区不断延伸,跨越高山峡谷的大跨桥梁不断增加,桥面处风速往往较大,强风荷载不仅会加剧桥梁的振动,还会降低桥梁的适用寿命。高山峡谷地区桥梁大多采用钢结构作为主要承重构件,在脉动风荷载和车辆荷载作用下吊索和加劲梁的疲劳损伤问题显著,有必要对其加以研究。本文以桐梓河特大桥为工程研究背景,开展了一系列风洞试验获得了典型车辆的气动力系数和桥梁的静力三分力系数;通过ANSYS软件编写了风-汽车-桥梁耦合振动分析程序,分析了脉动风荷载和汽车荷载耦合作用下吊索的应力响应和疲劳损伤;并建立悬索桥多尺度有限元模型,进一步研究疲劳细节区域的应力响应和疲劳损伤。本文的主要研究工作如下:(1)基于ANSYS平台采用分离迭代法编写了风-汽车-桥梁耦合振动分析程序,与双轴空间车辆模型匀速通过简支梁的结果进行对比验证了程序的可靠性。并基于车辆与梁格法桥梁模型的几何协调关系和力学平衡关系,将风-汽车-桥梁耦合振动分析程序进行修改以适用于不同类型的桥梁模型。(2)在风洞试验中通过测力法获得三种典型车辆的气动力系数和桥梁的静力三分力系数,研究了车道位置对车辆气动力系数的影响和车流密度对桥梁静力三分力系数的影响,并采用三种车辆气动力系数拟合公式拟合了厢式货车位于车道1时车辆的气动力系数,并得到最佳的拟合公式为Kim气动力拟合公式,为后续风-汽车-桥梁耦合振动分析提供参数。(3)建立了悬索桥的单主梁有限元模型,研究了脉动风荷载和车辆荷载作用下不同位置处吊索MS01、MS16和MS29轴向应力和弯曲应力的变化规律,结果表明弯曲应力与轴向应力的量级一致,不可忽略弯曲应力的作用,并确定了吊索疲劳损伤最大处为吊索MS29。建立了不同中央扣类型的悬索桥有限元模型,分析了中央扣对桥梁模型自振特性的影响,并探究了中央扣对脉动风荷载与车辆荷载单独作用下跨中短吊索缆梁相对位移的影响规律。(4)建立结构行为一致多尺度悬索桥有限元模型,分析了随机车辆荷载作用下局部精细化模型的应力响应,确定了局部区域的多个疲劳关键部位。研究了脉动风荷载和汽车荷载作用下局部精细化模型疲劳关键区域的应力响应,并进行疲劳损伤分析,确定了疲劳损伤最大处为撑杆板件上翼缘圆弧区域。(5)研究了风屏障参数和主梁断面类型对桥上车辆行车舒适性的影响,设置了风屏障可以降低驾驶人的不舒适度,有利于提高行车过程中人体的舒适性;主梁断面类型对主梁跨中节点位移响应的影响较大,但对车辆响应和行车舒适性影响较小。图116幅,表14个,参考文献114篇

关键词：大跨度悬索桥风-车-桥耦合振动气动力系数中央扣结构疲劳损伤结构多尺度模拟行车舒适性

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