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每个方向的道路上设置三辆车顺序行驶，即双向六车会车，如图 8（b），车距保持 33 m。计算得
到各渡槽间三个方向上的加速度以及总加速度时程。顺槽向渡槽最大加速度为 1.76 gal，发生位置在
渡槽 12 上，发生时间为 0.05 s；横槽向渡槽最大加速度为 0.59 gal，发生位置在渡槽 12 上，发生时间
为 1.25 s；竖直向渡槽最大加速度为 1.17gal，发生位置在渡槽 9 上，发生时间为 0.10 s。渡槽总最大加
速度为 1.77 gal，发生位置在渡槽 12 上，发生时间为 0.05 s。
在 双 向 六 车 会 车 时 ， 计 算 得 到 渡 槽 及 其 支 撑 结 构 的 最 大 主 拉 应 力 为 4.775 MPa， 主 压 应 力 为
7.012 MPa。会车工况车辆动荷载引起的应力是结构自重引起静应力的 10 到 10 的量级，动荷载引起
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的应力低于 0.01 MPa。
3.2.2 撞击防撞墙 车辆总重量 60 t，车速 60 km/h，在渡槽下方撞击防撞墙，撞击持时为 0.1s，在撞
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击过程中计算时间步长取为 0.001s。产生的加速度为 166.67 m/s ，其惯性力为 10 000.2 kN。
计算得到顺槽向渡槽最大加速度为14.50 gal，发生位置在渡槽12上，发生时间为1.95 s；横槽向渡槽最
大加速度为27.90 gal，发生位置在渡槽3上，发生时间为1.75s ；竖直向渡槽最大加速度为9.28 gal，发生位
置在渡槽5上，发生时间为1.75s。渡槽总最大加速度为30.60 gal，发生位置在渡槽4上，发生时间为1.75s。
计算结果同样地显示动荷载引起的第一主应力和最大的第三主应力值低于 0.01 MPa，结构承受
的应力主要由结构自重引起，动应力所占的比重非常小。
3.2.3 车辆-地基-渡槽动力响应计算结果分析 在拟建道路上各种设定工况的渡槽振动最大加速度
响应值不超过 2 gal，总体上小于在试验道路的加速度响应。当车辆遇到路面起伏和急刹车情况下，
渡槽最大加速度响应值都非常小。在拱下冲击路面和车辆撞击防撞墙工况下，加速度相对较大，最
大横槽向加速度 27.90 gal 发生在车辆以 60 km/h 时速撞击防撞墙的情况下。
车辆在正常工况下渡槽之间最大相对动态变形量不超过 2 μm，渡槽的最大绝对动态变形量也不
超过 5 μm。当车辆遇到路面起伏和在急刹车情况下，渡槽之间最大相对动态变形量也非常小。在拱
下冲击路面时，渡槽之间最大相对动态变形和槽空间最大绝对动态变形相对较大，其值都在 11 μm
左右。尽管车辆撞击防撞墙情况下，加速度相对较大，由于持续时间短，在渡槽上所产生的动态变
形并不大，无论槽间的相对动态变形，还是渡槽空间最大绝对动态变形均小于 5 μm。
另外，由动态变形所产生的动态附加应力为结构自重引起静应力的 10 到 10 的量级，动荷载引
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起的应力低于 0.01 MPa。

4 结论

本文建立了车辆-地基-渡槽结构系统的有限元模型。利用该数值模型模拟了重型车辆在试验道
路上行驶测试工况的动力响应过程，得到了与现场实测数据基本一致的计算结果，从而验证了所提
出计算模型和方法正确性和有效性。进一步模拟了在公路上行驶车辆可能发生的非正常极端工况。
通过对计算得到的渡槽顺槽向、横槽向和垂直路面方向的加速度时程、代表性渡槽之间的相对位移
时程及其应力分析，在各工况下重型车辆行驶所引起渡槽变形在微米级，可以忽略不计。同时还发
现，各工况下渡槽结构承受的应力主要为结构本身的自重应力，动应力所占比重非常小，也可以忽
略不计。高架渡槽设计安全裕度足以承受跨下高速行驶重型车辆所产生的动力扰动。因此，跨下公
路上高速行驶重型车辆不会影响其上方渡槽的安全。

参 考 文 献:

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［ 2 ］ 邓学钧 . 车辆-地面结构系统动力学研究［J］. 东南大学学报，2002，32（3）：474-479 .
［ 3 ］ 兰辉萍，李德建 . 高速公路路基的动力响应分析［J］. 西部探矿工程，2003，87：160-163 .
［ 4 ］ 高瑜，李驰，黄浩 . 交通荷载作用下高速公路路基动力稳定性研究［J］. 内蒙古农业大学学报，2010，31

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