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随着经济社会的发展,公路交通运输量显著增加,公路桥梁上行驶的车辆轴重不断增加,车辆数目、密度和速度也随之提高。而与此同时,由于高强材料的运用以桥梁美学的需要,许多桥梁设计的较为纤细,从而使得对车桥之间相互作用力的研究显得尤为重要。车辆通过桥梁时,车辆与桥梁之间的相互作用力是随时间变化的。车桥之间的相互作用力的识别属于结构力学反问题中的第二类问题,对于桥梁结构的设计具有重要的意义。 近年来,利用桥梁在车辆作用下的响应识别移动荷载的方法引起了学术界的普遍关注,这些方法按原理可大致化分为时域法和频域法。本文采用移动荷载识别中较常用的时域法。时域法识别移动荷载的关键在于在时域里建立移动荷载与结构动态响应的关系式。如果测得结构在移动荷载作用下的动态响应,则可通过运算实现移动荷载的识别。 本文将桥梁简化为空间各向同性板,分别研究了将桥上车辆简化为时变集中力、单自由度质量—弹簧—阻尼模型、七自由度车辆模型情况下的移动荷载识别问题,并考虑了移动荷载速度信息不完备和测量噪声对荷载识别的影响。 本文将计算机仿真分析的方法用于桥上移动荷载识别问题的研究,即先通过车桥耦合振动计算模拟桥梁结构空间的在移动荷载作用下的空间动态响应,再以桥梁结构动态响应为基本信息,根据移动荷载识别的方法计算移动荷载,并将其与实际的荷载相比较以检验移动荷载识别方法的有效性。 本文主要就以下几个方面进行了研究: 1.从空间板的强迫振动方程出发,推导出由结构的动态响应识别移动荷载的基本方程; 2.用梁函数组合法计算空间板的自振特性; 3.建立模态坐标下的车桥耦合振动方程,进行车桥耦合振动计算;西南交通大学硕士研究生学位论文第n页 4.运用计算机仿真分析的方法,采用不同的车桥模型,研究了空间板上移动荷载的识别问题。 现有的用时域法识别移动荷载的方法还存在不少不足之处,如只能运用于较为理想的桥梁结构模型,需要得到解析形式的桥梁结构自由振动的振型函数,识别计算的计算量较大等。因而有必要对现有的移动荷载识别方法进行更深入的研究。关键词:桥梁,移动荷载,识别,时域法汾