城市交通引起的桥梁振动不止可能对结构本身损坏,而且会对结构周边人体健康产生影响,但是这种振动信号具有很强的随机性,不能用确定数学关系来描述,也无法对未来某时刻精确值进行预测。为了得到交通荷载作用下的桥梁结构振动响应,本文针对广州万博中心周边的桥梁展开研究,对实际的车流量进行录像,并且详细记录了各种不同的工况下桥梁结构的振动响应。然后,经过筛选录像资料及进行相关数据分析,生成了莲港大桥和里仁洞跨线桥的随机车流;其次,分析了各种工况(车型,车速)作用下桥面振动的响应,并对振动信号进行模拟;最后,利用ansys软件建立桥梁模型,将生成的双车道随机车流作为荷载输入,对车-桥耦合体系作振动分析。本文具体研究内容如下:(1)对所采集的车流量,分车道一和车道二以及每车道内又分为小汽车,小货车,大货车,公交车和挂车五类,以5分钟为间隔进行统计,对数据进行汇总后得到通过莲港大桥和里仁洞跨线桥测试时间段内的每种车型的总数和总车辆数,进而求得每种车型占总车型的比例和每种车型车道一,车道二的分布情况。用5分钟除以每种车型在5分钟内的数量,并进行分类汇总,得到车头时距的原始数据。然后用Origin软件对车头时距进行函数拟合,获得服从相应规律的函数分布;结果表明:车头时距基本服从Guass分布,Log-norma分布,Lorentz分布和Extreme-Ⅰ型分布的其中一种;大部分拟合结果了较好,R~2值在0.8以上,有不少拟合效果达到优秀,R~2值达到了0.99以上。并通过阅读大量文献,得知车重服从多峰正态分布,从而搜索相关资料,得到车重概率分布函数。通过Monte-Carlo法进行一系列步骤,对应莲港大桥和里仁洞跨线桥的车道一和车道二,生成了具有实测车流特性的随机车流荷载—时间曲线。(2)对各种工况(小汽车,小货车,大货车,公交车分别以20km/h,40km/h,60km/h)及实测混合车流作用下的桥面竖向加速度时程曲线作时频分析,结果表明,加速度时程的峰值随着车重,车速的增大而增大。各种工况作用下,里仁洞跨线桥所测得的加速度最大值均在莲港大桥的6倍以上,前者的频率分布主要在10～60Hz之间,而后者的频率分布主要在10～40Hz之间,说明里仁洞跨线桥的振动响应要比莲港大桥的强烈的多。同时,引入人工模拟地震波的方法(三角级数叠加法),借助快速傅里叶变换(FFT),对桥梁在不同车型作用下的竖向加速度时程进行模拟,并对应生成的随机车流中的时间节点,将相应的单一车型作用下的桥面加速度时程放入对应的时间节点中,生成二十分钟内混合车流作用下的桥面加速度时程,并与实测数据作对比分析。结果表明:模拟生成的单一车型作用下的桥面加速度时程和功率谱密度曲线与实际测试的基本一致,而模拟生成的混合车流作用下桥面加速度时程的最大幅值比实测的稍小,主要频率分布较为一致。由于在加速度时程采集的时候只采集了4s的数据,以至于丢失了每种车型在4s以外的数据,导致模拟生成的混合加速度时程效果一般。(3)搜集莲港大桥和里仁洞跨线桥相关设计图纸,利用ansys软件建立桥梁模型,参照车辆模型相关文献,分别在车道一和车道二处建立车辆模型,然后用Matlab生成不平顺谱并输入在对应的桥梁节点处。随后,将第二章生成的车道一,车道二随机车流作为荷载输入,得到结构的振动响应,计算结果为20分钟内位移,速度以及加速度与时间的关系。最后,以ansys计算的加速度时程与实测值进行对比,提取ansys计算的桥梁结构最大动位移和最大静位移,计算出冲击系数并与规范进行对比。结果表明:模拟生成的桥梁加速度时程能较好的反映出实际车流在桥面上引发的振动响应;用规范计算所得的冲击系数分别是模拟计算值的1.93和1.59倍。