变速移动荷载对简支梁桥动力响应与共振分析

"变速移动荷载作用下简支梁桥的动力响应及共振分析 (2010年)。文章探讨了在车辆匀变速通过简支梁桥时，如何利用振型叠加原理和广义坐标变换建立动力平衡微分方程，进行桥梁动力响应的计算和分析。文中以一个具体的3×32米铁路多跨简支箱梁桥实例，展示了桥梁最大挠度随车速变化的曲线，并深入研究了车桥共振现象及其影响。" 在桥梁工程领域，尤其是高速铁路和客运专线的背景下，车桥动力相互作用的研究至关重要。简支梁桥作为常见的一种桥梁结构类型，其动力响应受到移动荷载，尤其是变速移动荷载的显著影响。传统研究多关注于车辆匀速运动的情况，然而在实际交通运行中，车辆的变速行为（如加速、减速或紧急制动）会对桥梁产生复杂而多变的动力效应。 文章首先介绍了基于振型叠加原理的分析方法，这是处理多自由度振动系统常用的技术。通过广义坐标变换，作者构建了一个包含移动车轮、弹簧和阻尼器的车辆模型，以模拟车辆匀变速通过桥梁时的动力平衡微分方程。Newmark-β法用于数值积分求解这些方程，以获取桥梁的振动响应数据。 以一个具体的3×32米铁路多跨简支箱梁桥为例，计算结果描绘了桥梁最大挠度随车速变化的曲线。这些曲线提供了关键的工程信息，例如识别可能的共振点，即车速与桥梁固有频率相匹配时，桥梁振动幅度最大的情况。作者进一步分析了这些曲线上的代表值点，揭示了桥梁最大挠度的变化趋势，以及车辆变速运行对桥梁挠度的影响。 共振分析是文章的另一核心部分。当车辆速度与桥梁的自然频率同步时，会发生车桥共振，导致桥梁的振动加剧。作者通过计算分析了这种共振现象如何随着车速的改变而变化，为理解和预测车辆变速对桥梁安全的影响提供了理论依据。 此外，文章还对比了国内外相关研究，指出现有工作大多集中于匀速运动条件，而对于变速运动的研究相对较少。这表明对于变速移动荷载作用下的车桥动力响应问题，仍存在进一步研究的空间。 这篇论文为理解并预测车辆变速通过简支梁桥时桥梁的动力响应提供了有价值的理论工具和实例分析，对于优化桥梁设计、保障行车安全具有实际意义。对于桥梁工程师和研究人员来说，该研究提供了一种新的分析框架，可以用于评估不同工况下的桥梁动力性能，从而在设计阶段就能考虑车辆变速行驶带来的潜在影响。