摘要
波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥作为传统波形钢腹板组合梁桥的新型改进结构，通过使用钢底板替换原有的混凝土底板，有效避免了混凝土开裂的问题，并进一步减轻了桥梁上部结构的自重，得到了广泛的关注与应用。我国是交通运输大国，疲劳驾驶是导致交通事故的主要原因之一，而长时间的不舒适行车易使驾驶员产生疲劳感，甚至导致事故的发生，故研究桥梁结构的行车舒适度问题具有重要的理论和现实意义。本文通过数值模拟的方法对车辆行驶通过波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥时驾驶员位置的振动情况进行计算分析，并基于ISO2631-1评价指南对驾驶员的舒适度进行评价，主要研究内容和结论如下: （1）以甘肃省敦煌至当金山高速公路上的孔家庄中桥为工程背景，对其进行静载试验下的挠度测试及动载试验下结构的动力特性和动力反应测试，为下文验证车-桥耦合振动分析模型的正确性提供实测数据。 （2）使用UM软件建立13自由度三轴车辆分析模型，并为之匹配较高精度的轮胎模型。另外，使用ANSYS软件建立连续梁桥的三维分析模型，并导入UM软件中，与车辆模型进行组合，考虑桥面不平整度的影响，得到车-桥耦合振动分析模型。 （3）对车辆行驶通过该连续梁桥时驾驶员位置的振动情况进行计算分析，基于ISO2631-1评价指南，对驾驶员的舒适度进行评价，分析了行车速度、桥面不平整度、车重、车辆悬架阻尼、不同车道等因素的影响规律。主要结论为:桥面不平整度是影响行车舒适度的最主要因素;车速为20～120km/h时，驾驶员位置垂向的振动效应最为显著，其次分别为横向与纵向的振动;降低车速、增加车重和适当调整车辆悬架的阻尼可以提升驾驶员行车时的舒适度;左侧车道的行车舒适度差于中间车道。 （4）对车队行车、两车并排行车和桥上会车三种工况下驾驶员的舒适度进行了研究。主要结论为:车队行车工况下的行车舒适度差于单车工况，且减小车辆间距会降低行车舒适度;两辆车并排行车时，左侧车道车辆的舒适度无明显变化，中间车道车辆的舒适度会有所下降，但仍好于左侧车道的车辆;会车工况下的行车舒适度差于单车工况。 （5）建立了相同截面的简支梁桥分析模型，对驾驶员的行车舒适度进行研究，与连续梁桥的计算结果进行对比，还分析了跨径、主梁高度、钢底板厚度、箱间横向联系的类型及数量等因素的影响规律。主要结论为:车速低于60km/h时，简支梁桥上的振动效应更加明显;而当车速超过80km/h后，连续梁桥的振动效应更加明显;减小主梁的跨径，增加主梁的高度与增加钢底板的厚度可以提升行车舒适度;将原桥所使用的K型横向联系更换为方钢型或工字钢型横向联系可小幅提升行车舒适度;增加箱间横向联系的数量也可有效提升行车舒适度。
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