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。
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。
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。
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。
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。
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。