地震作用下公路橋梁的車橋耦合振動(dòng)分析

吳佳海

（赤水市元厚鎮(zhèn)人民政府，貴州 赤水 564700）

我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)事業(yè)飛速的發(fā)展，這種發(fā)展態(tài)勢(shì)離不開交通事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展，大大小小的公路連接起各個(gè)地區(qū)，甚至連隔江隔河的兩個(gè)地區(qū)也建立起了公路橋梁，加強(qiáng)互相之間的聯(lián)系。隨著科技的發(fā)展，公路建立的越來(lái)越多，車輛的運(yùn)載量和速度逐漸加強(qiáng)， 這對(duì)車橋的耦合振動(dòng)研究提出了更高的要求。

1 車橋耦合振動(dòng)的問(wèn)題

在汽車等一些車輛以一定的速度通過(guò)公路橋梁時(shí)，公路橋梁會(huì)因?yàn)槠嚨耐ㄟ^(guò)產(chǎn)生振動(dòng)。相應(yīng)的，當(dāng)橋梁振動(dòng)時(shí)，車輛也會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，這是他們之間相互振動(dòng)影響，相互耦合造成的結(jié)果，我們把這種振動(dòng)稱為車橋的耦合振動(dòng)。當(dāng)發(fā)生耦合振動(dòng)時(shí)，在這些振動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些問(wèn)題。

1.1 車輛的振動(dòng)以及車輛的振動(dòng)引起了橋梁的振動(dòng)

因?yàn)榻?jīng)過(guò)的車輛和作為支撐作用的橋梁都是含有一定的質(zhì)量、硬度和阻尼的會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)的系統(tǒng)，而且當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)橋上時(shí)，隨著車輛的不斷移動(dòng)，橋身的振動(dòng)也不斷變化，對(duì)車輛的反作用產(chǎn)生的振動(dòng)也在不斷地變化，這就使得研究問(wèn)題變得十分復(fù)雜。車是由車身、地盤和車輪以及懸掛等一些部件構(gòu)成，其中的懸掛部分是彈簧和阻尼組成地兩部分，其中彈簧的作用是支持車身，并對(duì)產(chǎn)生的顛簸起到減震緩沖的作用，當(dāng)車輛的振動(dòng)較大時(shí)阻尼可以幫助消耗產(chǎn)生的振動(dòng)，幫助減震。因?yàn)闃蛄壕嚯x地面比較遠(yuǎn)，容易產(chǎn)生較大的振動(dòng)，我們可以把它看作一個(gè)具有彈性的物體。

1.2 橋梁的振動(dòng)對(duì)汽車產(chǎn)生的反振動(dòng)作用

當(dāng)汽車等車輛路過(guò)橋梁時(shí)，因?yàn)橐恍┞访娴钠鸱推囘\(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)等一些原因，引起了車輛產(chǎn)生振動(dòng)，這會(huì)讓橋梁產(chǎn)生反作用力，使橋梁產(chǎn)生振動(dòng)，橋梁振動(dòng)又會(huì)對(duì)車輛產(chǎn)生振動(dòng)，循環(huán)往復(fù)，就形成了一個(gè)十分復(fù)雜多變的振動(dòng)系統(tǒng)，車橋的耦合振動(dòng)。

在現(xiàn)今理論與科技的研究背景下，其中一個(gè)非常復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)研究問(wèn)題就是車橋的耦合振動(dòng)問(wèn)題，以動(dòng)力學(xué)研究理論作為支撐，需要研究車輛的沖擊系數(shù)，車輛的抗脫軌安全度、橋梁設(shè)計(jì)的剛度標(biāo)準(zhǔn)以及車輛過(guò)橋的平穩(wěn)性，雖然我們已經(jīng)知道和掌握了大量的理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但是我們還是沒(méi)有完全的了解車橋的耦合振動(dòng)情況，有時(shí)候會(huì)忽略大量的問(wèn)題，例如，有時(shí)會(huì)忽略車輛的慣性問(wèn)題，有時(shí)也會(huì)忽略橋面不平的問(wèn)題帶來(lái)的影響，有時(shí)會(huì)忽略橋梁的形狀給耦合振動(dòng)帶來(lái)的影響。全面的了解并解決這些問(wèn)題會(huì)對(duì)問(wèn)題的研究產(chǎn)生重大的理論實(shí)踐影響?，F(xiàn)代科技的進(jìn)步導(dǎo)致現(xiàn)在的公路橋梁設(shè)計(jì)的逐漸變得輕捷和狹長(zhǎng)，車輛的移動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的振動(dòng)就會(huì)造成公路橋梁的車橋耦合振動(dòng)更加明顯，所以，我們要更加全面而又認(rèn)真的了解車橋的性能，為提高公路橋梁的安全找到正確的建設(shè)方法。

2 地震作用下公路橋梁的車橋耦合振動(dòng)分析

在我們所研究的公路橋梁的車橋耦合振動(dòng)分析中，主要研究三個(gè)方面：風(fēng)振、車振以及地震的防御。接下來(lái)，就讓我們針對(duì)地震作用下的公路橋梁的車橋耦合振動(dòng)進(jìn)行分析，并且在發(fā)生地震作用時(shí)也對(duì)另外幾個(gè)影響車橋耦合振動(dòng)的原因進(jìn)行簡(jiǎn)單了解。

發(fā)生地震時(shí)，地表會(huì)產(chǎn)生極大的左右搖晃，在大海與河中有可能會(huì)產(chǎn)生上下波動(dòng)，這些晃動(dòng)會(huì)對(duì)橋梁產(chǎn)生一定的破壞。造成橋梁的跨度縮短、橋墩下沉，巨大的晃動(dòng)會(huì)造成山體滑坡、大碎石從高處滾落造成橋梁斷裂。由于地震可能會(huì)發(fā)生地裂導(dǎo)致橋梁下沉，致使橋梁傾斜，嚴(yán)重的會(huì)造成橋梁斷裂損壞。而且在很大有很大的機(jī)率在發(fā)生地震時(shí)公路橋梁上正好有車輛通過(guò)，這些車輛可能由于較大的振動(dòng)而導(dǎo)致車輛失衡進(jìn)而翻車，造成人員傷亡。因此，地震作用下公路橋梁的車橋耦合振動(dòng)對(duì)路過(guò)車輛的安全的研究得到了世界各國(guó)學(xué)者的廣泛關(guān)注。隨著關(guān)于電腦技術(shù)發(fā)展的日益成熟，科技環(huán)境不斷完善，關(guān)于對(duì)車橋耦合振動(dòng)的研究日益成熟，

利用成熟的計(jì)算機(jī)技術(shù)我們可以把橋梁的抗震和車橋耦合振動(dòng)這兩個(gè)領(lǐng)域結(jié)合在一起進(jìn)行分析，全面而又細(xì)致地完成了對(duì)其的探討。在以地震為前提條件，利用模型進(jìn)行車橋耦合分析，學(xué)者利用計(jì)算機(jī)做出的一系列的實(shí)驗(yàn)后，得出了一些較為符合實(shí)際情況的結(jié)論：車輛的運(yùn)行速度影響著著車橋耦合振動(dòng)的大小，車速越高，車輛產(chǎn)生的振動(dòng)也就越大，隨之車橋耦合振動(dòng)也就越大。所以，太快的速度會(huì)導(dǎo)致車橋耦合振動(dòng)的震動(dòng)劇烈，故而當(dāng)一些車輛過(guò)橋梁時(shí)，就要限制車輛的速度，防止因?yàn)檐囁龠^(guò)快產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)導(dǎo)致不可想象的后果。

3 結(jié)語(yǔ)

本文從車橋耦合振動(dòng)的產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行分析，就以前關(guān)于公路橋梁產(chǎn)生的振動(dòng)得出的結(jié)論進(jìn)行了分析和借鑒，得出了在地震作用下公路橋梁的車橋耦合產(chǎn)生的影響。時(shí)代在發(fā)展，我們的科技還在進(jìn)步，雖然因?yàn)楣窐蛄旱慕Y(jié)構(gòu)和組成存在很多難以了解的問(wèn)題，導(dǎo)致車橋耦合問(wèn)題的復(fù)雜難懂，但是只要我們對(duì)其不斷努力地進(jìn)行探索，一定會(huì)探索到其中的奧秘，所以我們還需要對(duì)這些問(wèn)題繼續(xù)探討，為以后建立起更加安全抗震的公路橋梁做出有意義的貢獻(xiàn)，在發(fā)生地震時(shí)，可以最大程度地保證經(jīng)過(guò)公路的車輛及人員的安全。相信隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及我國(guó)科技水平的不斷提高，車橋耦合振動(dòng)技術(shù)會(huì)得到不斷的完善，從而進(jìn)一步改善我國(guó)國(guó)民的生活質(zhì)量，提高國(guó)民幸福感。