殷桐卿

(合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009)

0 引 言

近年来,随着科技的进步与发展,公路桥梁的数量不断增多,客运货运交通量显著增长,交通运输业得到快速发展。尽管人们对于车桥振动问题的研究已超百年,期间也取得了丰硕的成果,但时至今日,无论是理论研究还是模拟实验研究都未达到十分完善和成熟的水平。冲击系数作为桥梁设计中考虑车辆动力特性的重要指标,影响着桥梁结构设计的安全性与经济性,因此,深入研究车桥振动特性及对冲击系数影响成分进行分析,以不断完善冲击系数计算公式具有重要意义。

冲击系数的研究最早源于国外,1844年,英法工程师通过对Britannia桥进行了模拟实验,首次提出了车-桥耦合振动的概念,此为公认的对该问题的最早研究。1847年,R.Willis[1]将车辆荷载假定为移动质量块,导出了不计桥梁质量的移动荷载作用下桥梁振动方程。1905年,Kriloff[2]将车辆荷载假定为移动常量力,求解出简支梁动力响应的解析解。1922年,Timoshenko[3]用简谐力取代了常量力进行研究。20世纪末,有限元商业软件的发展,极大地助力了学科的进步。A.Wiriyachai,M.H.Bhatti和Wang 等[4-7]不断改进了有限元模型,研究了不同桥梁结构冲击系数的变化规律。Brady等[8]研究了桥梁在两轴与三轴车辆作用下的动力响应,认为单点集中荷载适用于研究不同车速下动响应的变化情况,而不适用于冲击系数的研究。

国内对冲击系数的研究源于20世纪60年代,李国豪教授研究了移动列车经过悬索桥时的动力响应。……