1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 意义

斜拉桥是一种由索、塔和梁组成的组合结构体系桥梁，其结构跨径大、造型美观、气势宏伟、稳定性能好，为世界桥梁的发展注入了新的活力。

桥梁结构的振动是影响桥梁的使用与安全的重要因素之一，随着建筑材料的发展、桥梁设计理论的不断完善，桥梁结构形式日益向大跨度和轻型化方向迈进，因而大跨度桥梁在移动车辆荷载作用下的结构振动研究成了普遍关注的问题^[1]。斜拉桥与其它一般梁式桥在结构体系、材料受力性能等方面有着显著的差异。由于斜拉桥是高次超静定结构，其结构行为表现出较强的耦合性，尤其是横向弯曲和扭转振型经常耦合在一起。另外由于空间斜拉索的存在，进一步加强了斜拉桥的侧向弯曲和扭转的耦合，其结果是几乎不存在单纯的扭转振型，而只有以扭转为主兼有侧向弯曲的振型，或者以侧向弯曲为主兼有扭转的振型^[2]。故而运用有限元数值分析法对斜拉桥在移动车辆荷载以及由于桥面不平整等原因产生的冲击荷载作用下的动力特性进行更为精确的研究显得尤为重要。对桥梁设计理论的完善与发展，并对实桥使用安全性提供科学依据，具有很重要的现实意义和应用价值。

1.2 国内外研究现状

随着交通运输事业的快速发展，桥梁在车辆荷载作用下的动力响应研究取得了很大进展：19世纪末，欧美各国相继进行了铁路桥梁“冲击系数曲线”的系统试验，提出了用冲击系数代表移动车辆荷载对桥梁的动力效应的方法，并得出冲击系数随跨度递减的函数关系。20世纪初开始，欧美国家对公路桥梁荷载的动力效应进行了长达几十年的实验研究，研究结果表明桥梁在动荷载作用下的振动本质上是一种强迫振动现象，并把冲击系数定义为桥梁固有频率的函数，而我国的吉林省交通科学研究所于1994年通过大量的现场试验也得出同样的结论，并建立了桥跨结构的基频与冲击系数之间的函数关系，其结论被纳入规范。a. rezaiguia^[3]等考虑桥面相互作用和桥面平整度的影响，研究了正交各向异性多跨连续桥面板在移动车辆作用下的动力响应。其研究表明，动力放大系数在桥面上的分布并没有表现出特定的趋势以及轨道不平整度对桥梁动力响应的影响很大。lipeng an^[4]等建立了七自由度车桥模型，利用自行编制的fortran程序系统研究了车桥耦合动力响应及其在不同参数下的变化规律。其研究结果表明，冲击系数随车道数的变化而变化，且大于我国《公路桥涵设计规范》的规定值。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容

本文首先根据襄阳江汉三桥桥梁结构尺寸、材料信息等设计资料，利用有限元分析软件ANSYS建立其空间有限元模型，进行模型自振特性分析，并探讨相关的影响因素。然后进行瞬态动力学分析，分别分析斜拉桥在不同速度的移动车辆荷载和突加冲击荷载作用下的动力响应，并与桥梁动力特性实测数据进行对比分析。

2.2 研究目标

以襄阳江汉三桥为工程背景，应用有限元分析软件ANSYS建立空间模型，进行合理成桥状态下的斜拉桥自振特性分析，提取前15阶的频率和相应的振型，并对比分析各阶振型；分析辅助墩、斜拉索的疏密程度和索塔划分粗细对斜拉桥自振特性的影响。运用ANSYS软件中的瞬态动力学分析功能，分别计算车辆荷载以5 m/s、1Om/s、15m/s和20m/s四种速度匀速驶过斜拉桥时以及在桥梁边中跨中突加冲击荷载时斜拉桥的空间动力响应，绘制各种情况下各跨跨中的挠度时程曲线、各主梁跨中和索塔底部的弯矩时程曲线、斜拉索的索力时程曲线和各主梁跨中轴力时程曲线，并与该桥在静态车辆荷载作用下的结果进行比较，求其相应的动力放大系数。

2.3 拟采用的技术方案及措施

利用ANSYS软件，建立大跨度斜拉桥的有限元模型，分析桥梁的自振特性，采用冲击荷载作用下的动力响应分析来模拟车辆过桥时的动力响应情况，对该斜拉桥进行动力响应分析。

3. 研究计划与安排

第1周：外文阅读与翻译；

第2周：收集、整理相关方面的资料，明确毕业设计任务和思路，撰写并提交任务书及开题报告；

第3周：熟悉资料、了解设计内容；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 杜丽妹. 徐州和平大桥动力特性分析[d].西南交通大学,2007.

[2] 文坡. 金江金沙江大桥斜拉桥动力特性分析[d].西南交通大学,2005.

[3] a. rezaiguia, n. ouelaa, d.f. laefer, s.guenfoud, dynamic amplification of a multi-span continuous orthotropic bridgedeck under vehicular movement, engineering structures, volume 100, 2015, pages718-730, issn 0141-0296.