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车桥耦合作用的研究已经有数百年的历史,单车过桥的研究理论及试验已经成熟,而实际桥梁经受的是复杂的随机交通荷载作用,研究车流作用下的车桥耦合振动响应十分必要。目前,可以通过多种手段获取桥址环境的交通荷载信息,但是却难以直接推演运营中车辆荷载在桥梁上的分布情况,因此需要通过微观车流模拟分析方法推演各种交通情形作用下桥面车辆荷载的空间分布及演化特性。综上,需要将微观车流模拟与车桥耦合振动融合在一起,解决实际桥梁在交通流作用下的结构安全问题。本文利用车桥耦合基本理论编写程序,结合已有的微观车流模拟方法进行随机车流与车桥耦合的融和,提出一种两者结合的理论分析方法,并针对此分析方法进行了探究,具体开展了以下工作:1、根据已有的车桥耦合经典理论,采用模态综合法构建车桥耦合分析框架,并针对此框架自编程序,使程序能够实现车桥耦合的基本分析计算。利用ANSYS有限元软件进行桥梁结构的建模进而得到频率、模态等信息,为车桥耦合模态综合法提供结构动力信息;结合MATLAB大型计算软件进行车桥耦合程序的编写,通过newmark-?方法使复杂的迭代步骤能够实现智能运算。最后,通过车桥耦合经典算例和工程实例,验证了自编程序的有效性与合理性;3、结合课题组研发的用于静态微观车流荷载模拟的多轴单元胞自动机(multi-axle single-cell cellular automaton,MSCA)模型,将车桥耦合动力融合进去。分别从元胞空间、元胞状态、邻域、规则等角度,对MSCA进行了改进和深化,使得其能够在开展随机车流模拟的同时考虑车桥耦合动力。介绍了MSCA随机车流模拟程序的功能及特点,描述了基于MSCA的微观车流模拟与车桥耦合振动相互融合的关键分析流程与处理方法,建立了微观车流荷载与桥梁耦合振动的数值分析框架;4、结合一座斜拉桥,分析了汽车荷载作用下桥梁的振动响应。参数化分析了路面不平度、车重、车速等因素对桥梁关键节点的振动响应,发现路面不平整度和车辆重量是影响振动响应的重要因素,而车速对于不同截面的振动响应则略有差异。同时,分析了车队荷载作用下桥梁的振动响应特性,说明了本方法可以实现车流与桥梁的耦合振动分析。