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车-桥耦合作用下公路桥梁局部振动研究的中期报告

引言

公路桥梁作为城市道路运输系统的重要组成部分，其安全性及服务质量关系到城市的经济发展及人民群众的生命财产安全。然而，随着车辆数量和质量的不断增加，车-桥耦合作用的影响越来越显著，局部振动现象也越来越突出。局部振动不仅影响桥梁整体的稳定性和寿命，还会对行车舒适度产生不良影响，对行车安全造成威胁。因此，开展局部振动的研究，对于保证公路桥梁安全稳定运行，提高道路交通运输效率和安全性具有重要意义。

本研究通过实地调查、有限元模拟和试验验证相结合的方法，对车-桥耦合作用下公路桥梁局部振动问题进行了研究。本文为研究的中期报告，主要介绍了前期工作的进展和初步研究结果。

一、实地调查

本研究选取了某城市的一座公路桥梁作为研究对象，通过实地观测、记录桥梁的振动情况，并对行车过程中车辆的轨迹和速度进行了测量和分析，得到了一些初步的结论。

1.桥梁的振动主要集中在减震器附近

实地观测发现，桥梁的振动主要集中在减震器附近，且振幅较大。这是由于减震器在承载车辆荷载时起到了缓冲作用，使得振动集中在减震器附近。因此，减震器的设计和维护对于减小局部振动有重要的意义。

2.轮胎对局部振动有较大影响

在实地观测中，我们还发现了车辆轮胎和地面间的摩擦对局部振动的影响。轮胎表面的花纹、芯线角度及轮胎硬度等因素会影响轮胎和地面之间的摩擦系数，从而影响局部振动的大小。因此，轮胎的选择和维护也对于减小局部振动有重要的作用。

二、有限元模拟

在实地调查的基础上，我们利用有限元软件建立了桥梁-车辆耦合模型，对局部振动问题进行了数值模拟研究，并进行了参数分析。

1.肋板高度对局部振动有显著影响

模拟结果表明，铺装在桥面上的肋板的高度对局部振动有显著影响。当肋板的高度增加时，局部振动的振幅也随之增大。因此，在设计和维护肋板时需要考虑局部振动问题。

2.加装减震器可以有效减小局部振动

我们在模型中加装了减震器，并进行了模拟研究。结果表明，减震器可以有效减小局部振动的振幅，减轻振动对桥梁的影响。因此，加装减震器是减小局部振动问题的有效方法之一。

三、试验验证

在模拟研究的基础上，我们还进行了试验验证，以验证模型的可靠性和准确性。

我们在试验中选取了一种常用的减震器，将其安装在桥梁上，并测量了局部振动的振幅。试验结果表明，减震器的加装可以有效减小局部振动的振幅，与模拟结果相符。这表明，本研究所建立的有限元模型是可靠的，可以用于指导工程实践。

结论

综合实地调查、有限元模拟和试验验证的结果，本研究得出以下结论：

1.桥梁的局部振动主要集中在减震器附近，轮胎对局部振动有较大影响。

2.肋板的高度、减震器的加装都可以有效减小局部振动的振幅，减轻振动对桥梁的影响。

3.为减小局部振动，需要从减震器、肋板等设计和维护入手，加强道路运输设施管理和维护。

最后，本研究结果对于公路桥梁的安全稳定运行，提高道路交通运输效率和安全性有着重要的意义。