车-路-连续梁桥耦合系统建模及路面劣化对系统动力响应的影响

【目标】深入研究车-路-连续梁桥耦合系统动力响应。【方法】基于达朗贝尔原理推导车-路-连续梁桥耦合系统解析模型;分别采用梁单元和实体单元建立某4跨预应力混凝土连续梁桥有限元模型;采用弹簧单元、质量单元和刚性梁单元建立四自由度二维车辆模型和十一自由度三维整车模型,得到3个车-路-连续梁桥耦合系统有限元模型。【结论】车-路-连续梁桥耦合系统的动力响应随车桥质量比的增大呈非线性加速增大趋势,车桥质量比对车辆动力响应的影响比对桥梁动力响应的影响更大;连续梁桥各跨跨中截面竖向位移的动力放大系数不同,2个中跨的动力放大系数均大于2个边跨的动力放大系数,路面不平顺等级越差,这个差别越小;路面整体或局部不平顺等级增大时,车辆和桥梁的动力响应均会增大,与路面平顺时的动力放大系数相比,相对差值均大于5%,桥梁边跨的动力放大系数相对差值最大,达61.13%;加权振级随路面不平顺等级增大而增大,与A级路面相比,当整体和局部路面均为C级路面时,车辆加权振级相对差值接近,分别为17.50%和14.57%;从车辆驶入局部劣化路段开始,直到车辆下桥,系统的动力响应均比无局部劣化时的动力响应大。