地震作用下公路桥梁的车桥耦合振动分析

吴佳海

（赤水市元厚镇人民政府，贵州 赤水 564700）

我们国家的经济事业飞速的发展，这种发展态势离不开交通事业的进步与发展，大大小小的公路连接起各个地区，甚至连隔江隔河的两个地区也建立起了公路桥梁，加强互相之间的联系。随着科技的发展，公路建立的越来越多，车辆的运载量和速度逐渐加强， 这对车桥的耦合振动研究提出了更高的要求。

1 车桥耦合振动的问题

在汽车等一些车辆以一定的速度通过公路桥梁时，公路桥梁会因为汽车的通过产生振动。相应的，当桥梁振动时，车辆也会产生振动，这是他们之间相互振动影响，相互耦合造成的结果，我们把这种振动称为车桥的耦合振动。当发生耦合振动时，在这些振动过程中会产生一些问题。

1.1 车辆的振动以及车辆的振动引起了桥梁的振动

因为经过的车辆和作为支撑作用的桥梁都是含有一定的质量、硬度和阻尼的会产生振动的系统，而且当车辆经过桥上时，随着车辆的不断移动，桥身的振动也不断变化，对车辆的反作用产生的振动也在不断地变化，这就使得研究问题变得十分复杂。车是由车身、地盘和车轮以及悬挂等一些部件构成，其中的悬挂部分是弹簧和阻尼组成地两部分，其中弹簧的作用是支持车身，并对产生的颠簸起到减震缓冲的作用，当车辆的振动较大时阻尼可以帮助消耗产生的振动，帮助减震。因为桥梁距离地面比较远，容易产生较大的振动，我们可以把它看作一个具有弹性的物体。

1.2 桥梁的振动对汽车产生的反振动作用

当汽车等车辆路过桥梁时，因为一些路面的起伏和汽车运行发动机产生的振动等一些原因，引起了车辆产生振动，这会让桥梁产生反作用力，使桥梁产生振动，桥梁振动又会对车辆产生振动，循环往复，就形成了一个十分复杂多变的振动系统，车桥的耦合振动。

在现今理论与科技的研究背景下，其中一个非常复杂的动力学研究问题就是车桥的耦合振动问题，以动力学研究理论作为支撑，需要研究车辆的冲击系数，车辆的抗脱轨安全度、桥梁设计的刚度标准以及车辆过桥的平稳性，虽然我们已经知道和掌握了大量的理论与实验结果，但是我们还是没有完全的了解车桥的耦合振动情况，有时候会忽略大量的问题，例如，有时会忽略车辆的惯性问题，有时也会忽略桥面不平的问题带来的影响，有时会忽略桥梁的形状给耦合振动带来的影响。全面的了解并解决这些问题会对问题的研究产生重大的理论实践影响。现代科技的进步导致现在的公路桥梁设计的逐渐变得轻捷和狭长，车辆的移动过程产生的振动就会造成公路桥梁的车桥耦合振动更加明显，所以，我们要更加全面而又认真的了解车桥的性能，为提高公路桥梁的安全找到正确的建设方法。

2 地震作用下公路桥梁的车桥耦合振动分析

在我们所研究的公路桥梁的车桥耦合振动分析中，主要研究三个方面：风振、车振以及地震的防御。接下来，就让我们针对地震作用下的公路桥梁的车桥耦合振动进行分析，并且在发生地震作用时也对另外几个影响车桥耦合振动的原因进行简单了解。

发生地震时，地表会产生极大的左右摇晃，在大海与河中有可能会产生上下波动，这些晃动会对桥梁产生一定的破坏。造成桥梁的跨度缩短、桥墩下沉，巨大的晃动会造成山体滑坡、大碎石从高处滚落造成桥梁断裂。由于地震可能会发生地裂导致桥梁下沉，致使桥梁倾斜，严重的会造成桥梁断裂损坏。而且在很大有很大的机率在发生地震时公路桥梁上正好有车辆通过，这些车辆可能由于较大的振动而导致车辆失衡进而翻车，造成人员伤亡。因此，地震作用下公路桥梁的车桥耦合振动对路过车辆的安全的研究得到了世界各国学者的广泛关注。随着关于电脑技术发展的日益成熟，科技环境不断完善，关于对车桥耦合振动的研究日益成熟，

利用成熟的计算机技术我们可以把桥梁的抗震和车桥耦合振动这两个领域结合在一起进行分析，全面而又细致地完成了对其的探讨。在以地震为前提条件，利用模型进行车桥耦合分析，学者利用计算机做出的一系列的实验后，得出了一些较为符合实际情况的结论：车辆的运行速度影响着着车桥耦合振动的大小，车速越高，车辆产生的振动也就越大，随之车桥耦合振动也就越大。所以，太快的速度会导致车桥耦合振动的震动剧烈，故而当一些车辆过桥梁时，就要限制车辆的速度，防止因为车速过快产生剧烈的振动导致不可想象的后果。

3 结语

本文从车桥耦合振动的产生的问题进行分析，就以前关于公路桥梁产生的振动得出的结论进行了分析和借鉴，得出了在地震作用下公路桥梁的车桥耦合产生的影响。时代在发展，我们的科技还在进步，虽然因为公路桥梁的结构和组成存在很多难以了解的问题，导致车桥耦合问题的复杂难懂，但是只要我们对其不断努力地进行探索，一定会探索到其中的奥秘，所以我们还需要对这些问题继续探讨，为以后建立起更加安全抗震的公路桥梁做出有意义的贡献，在发生地震时，可以最大程度地保证经过公路的车辆及人员的安全。相信随着经济的发展以及我国科技水平的不断提高，车桥耦合振动技术会得到不断的完善，从而进一步改善我国国民的生活质量，提高国民幸福感。