基于SIMPACK平台的随机车流与风联合作用下桥梁动力响应分析

摘要

为解决传统随机车流与风联合作用下桥梁动力响应计算的耗时问题，该文先以某钢箱连续梁桥为工程背景，在商业软件Ansys和SIMPACK中分别建立桥梁有限元模型和车辆模型，依次计算单个车辆荷载作用下、风荷载作用下以及多个车辆荷载作用下的桥梁动力响应，以验证桥梁动力响应的可叠加性。在此基础上，采用蒙特卡罗法生成随机车流样本，通过已验证的桥梁动力响应可叠加性，计算得到不同随机车流状况、不同车速以及不同风速时随机车流与风联合作用下的桥梁动力响应。研究结果表明：桥梁动力响应叠加方法能有效提高计算效率；风荷载主要影响桥梁的横向响应，而车辆荷载主要影响桥梁的竖向响应；随着车流由稀疏变成密集，桥梁主跨的竖向位移与速度的标准差及其增幅均大于边跨的，而边跨的竖向加速度标准差及其增幅却大于主跨的；随着车速提高，桥梁的竖向位移标准差和竖向速度标准差均逐渐变大，而边跨的竖向加速度标准差先增加后减小；随着风速的提高，桥梁的横向响应标准差总体上逐渐变大，且主跨的增幅要大于边跨的。

关键词

随机车流 / 风荷载 / 连续梁桥 / 动力响应 / SIMPACK