地震作用下公路橋梁的車橋耦合振動分析

吳佳海

（赤水市元厚鎮人民政府，貴州 赤水 564700）

我們國家的經濟事業飛速的發展，這種發展態勢離不開交通事業的進步與發展，大大小小的公路連接起各個地區，甚至連隔江隔河的兩個地區也建立起了公路橋梁，加強互相之間的聯系。隨著科技的發展，公路建立的越來越多，車輛的運載量和速度逐漸加強， 這對車橋的耦合振動研究提出了更高的要求。

1 車橋耦合振動的問題

在汽車等一些車輛以一定的速度通過公路橋梁時，公路橋梁會因為汽車的通過產生振動。相應的，當橋梁振動時，車輛也會產生振動，這是他們之間相互振動影響，相互耦合造成的結果，我們把這種振動稱為車橋的耦合振動。當發生耦合振動時，在這些振動過程中會產生一些問題。

1.1 車輛的振動以及車輛的振動引起了橋梁的振動

因為經過的車輛和作為支撐作用的橋梁都是含有一定的質量、硬度和阻尼的會產生振動的系統，而且當車輛經過橋上時，隨著車輛的不斷移動，橋身的振動也不斷變化，對車輛的反作用產生的振動也在不斷地變化，這就使得研究問題變得十分復雜。車是由車身、地盤和車輪以及懸掛等一些部件構成，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，并對產生的顛簸起到減震緩沖的作用，當車輛的振動較大時阻尼可以幫助消耗產生的振動，幫助減震。因為橋梁距離地面比較遠，容易產生較大的振動，我們可以把它看作一個具有彈性的物體。

1.2 橋梁的振動對汽車產生的反振動作用

當汽車等車輛路過橋梁時，因為一些路面的起伏和汽車運行發動機產生的振動等一些原因，引起了車輛產生振動，這會讓橋梁產生反作用力，使橋梁產生振動，橋梁振動又會對車輛產生振動，循環往復，就形成了一個十分復雜多變的振動系統，車橋的耦合振動。

在現今理論與科技的研究背景下，其中一個非常復雜的動力學研究問題就是車橋的耦合振動問題，以動力學研究理論作為支撐，需要研究車輛的沖擊系數，車輛的抗脫軌安全度、橋梁設計的剛度標準以及車輛過橋的平穩性，雖然我們已經知道和掌握了大量的理論與實驗結果，但是我們還是沒有完全的了解車橋的耦合振動情況，有時候會忽略大量的問題，例如，有時會忽略車輛的慣性問題，有時也會忽略橋面不平的問題帶來的影響，有時會忽略橋梁的形狀給耦合振動帶來的影響。全面的了解并解決這些問題會對問題的研究產生重大的理論實踐影響。現代科技的進步導致現在的公路橋梁設計的逐漸變得輕捷和狹長，車輛的移動過程產生的振動就會造成公路橋梁的車橋耦合振動更加明顯，所以，我們要更加全面而又認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方法。

2 地震作用下公路橋梁的車橋耦合振動分析

在我們所研究的公路橋梁的車橋耦合振動分析中，主要研究三個方面：風振、車振以及地震的防御。接下來，就讓我們針對地震作用下的公路橋梁的車橋耦合振動進行分析，并且在發生地震作用時也對另外幾個影響車橋耦合振動的原因進行簡單了解。

發生地震時，地表會產生極大的左右搖晃，在大海與河中有可能會產生上下波動，這些晃動會對橋梁產生一定的破壞。造成橋梁的跨度縮短、橋墩下沉，巨大的晃動會造成山體滑坡、大碎石從高處滾落造成橋梁斷裂。由于地震可能會發生地裂導致橋梁下沉，致使橋梁傾斜，嚴重的會造成橋梁斷裂損壞。而且在很大有很大的機率在發生地震時公路橋梁上正好有車輛通過，這些車輛可能由于較大的振動而導致車輛失衡進而翻車，造成人員傷亡。因此，地震作用下公路橋梁的車橋耦合振動對路過車輛的安全的研究得到了世界各國學者的廣泛關注。隨著關于電腦技術發展的日益成熟，科技環境不斷完善，關于對車橋耦合振動的研究日益成熟，

利用成熟的計算機技術我們可以把橋梁的抗震和車橋耦合振動這兩個領域結合在一起進行分析，全面而又細致地完成了對其的探討。在以地震為前提條件，利用模型進行車橋耦合分析，學者利用計算機做出的一系列的實驗后，得出了一些較為符合實際情況的結論：車輛的運行速度影響著著車橋耦合振動的大小，車速越高，車輛產生的振動也就越大，隨之車橋耦合振動也就越大。所以，太快的速度會導致車橋耦合振動的震動劇烈，故而當一些車輛過橋梁時，就要限制車輛的速度，防止因為車速過快產生劇烈的振動導致不可想象的后果。

3 結語

本文從車橋耦合振動的產生的問題進行分析，就以前關于公路橋梁產生的振動得出的結論進行了分析和借鑒，得出了在地震作用下公路橋梁的車橋耦合產生的影響。時代在發展，我們的科技還在進步，雖然因為公路橋梁的結構和組成存在很多難以了解的問題，導致車橋耦合問題的復雜難懂，但是只要我們對其不斷努力地進行探索，一定會探索到其中的奧秘，所以我們還需要對這些問題繼續探討，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，在發生地震時，可以最大程度地保證經過公路的車輛及人員的安全。相信隨著經濟的發展以及我國科技水平的不斷提高，車橋耦合振動技術會得到不斷的完善，從而進一步改善我國國民的生活質量，提高國民幸福感。