第8-1章 移动荷载列作用下的桥梁动力分析

桥梁结构的动力特性分析桥梁作为现代交通运输的重要组成部分，在社会经济发展中扮演着重要角色。

然而，随着交通运输工具和载荷的不断发展，桥梁结构也面临着更加复杂的动力特性分析。

本文将从桥梁结构的动力特性入手，探析其分析方法及应用。

首先，了解桥梁结构的动力特性是进行安全评估和设计的基础。

对于公路、铁路、地铁等交通载荷的不断增加，桥梁需要能够承受复杂的动力荷载，包括交通载荷和风荷载等。

在了解桥梁结构的动力特性之前，我们需要熟悉桥梁的固有频率和阻尼比等基本概念。

固有频率是桥梁在自由振动状态下的频率，而阻尼比则是衡量桥梁振动阻尼程度的参数。

这些基本概念的了解是进行动力特性分析的关键。

其次，在分析桥梁结构的动力特性时，可以采用多种方法。

传统的方法包括模态分析和频谱分析等。

模态分析基于固有频率和振动模态的概念，通过求解结构的振动模态，分析不同模态下的动力响应。

频谱分析则是通过将外荷载离散化为一系列正弦波形式的荷载，利用结构的频率相应性质进行分析。

这些传统的方法相对简单，可以对桥梁结构的动力特性进行初步分析。

然而，随着计算机技术的发展，有限元分析等数值模拟方法也得到了广泛应用。

有限元分析将桥梁结构离散化为多个小单元，通过数值求解方法模拟结构的动力行为。

这种方法的优点是能够考虑结构的非线性和复杂几何形状等因素，提供更为准确的动力响应结果。

同时，计算机技术的快速发展也使得大规模桥梁结构的动力仿真和优化成为可能。

不仅如此，桥梁结构的动力特性分析在现代桥梁设计中也扮演着重要角色。

通过分析桥梁的固有频率和阻尼比等参数，可以评估结构的安全性和可靠性。

例如，在考虑地震荷载下的桥梁设计中，动力特性分析可以帮助工程师了解地震荷载对桥梁结构的激励程度，从而进行合理的抗震设计。

此外，动力特性分析也可以用于预判桥梁结构的振动问题，如桥梁的自振和共振等，从而采取相应的措施避免结构的破坏。

总之，了解桥梁结构的动力特性对于设计和评估桥梁的安全性至关重要。

移动荷载作用下桥梁的动态响应数值分析摘要：桥梁在建成后的正常使用当中，一般是承受车辆行人等移动荷载，因此分析桥梁的稳定受力，移动荷载的分析时不可避免的。

实际桥梁做此分析显得十分困难，不过借助当前的数值分析软可以很好的进行模拟分析。

文章主要借助商业设置软件ANSYS计算分析桥梁在移动荷载作用下的强迫振动，主要比较分析桥梁在匀速常量力和匀速简谐力作用下的动态响应，得出在该移动荷载作用下桥梁的变形和应力，分析结果可为桥梁设计提供参考。

关键词：动态响应；移动荷载；ANSYS；数值分析引言大型工程的设计必须要经过前期的理论计算分析，确保桥梁的设计可行。

一般手段有试验，理论计算，经验等等，但是诸如桥梁、水电站这类大型工程理论计算工作量非常大，试验有无法合理进行因为模型过于庞大，每座工程都的独一无二导致无所谓的经验借鉴。

但是数值软件的出现很好的解决了这些问题，前期通过数值软件的仿真计算，可以模拟各种工程条件和设计的运行情况，为工程设计提供方便。

本文所采用的ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。

该软件广泛应用于汽车工业、桥梁建筑、重型机械、微机电系统等领域。

随着交通事业的迅猛发展，桥梁的跨度越来越大，大荷载高速汽车通过桥梁时对桥梁的动力作用问题更为突出。

在移动荷载作用下，桥梁将发生振动，产生的变形和应力都是会比荷载静止时大。

移动荷载的这种动力效应是不可忽略的，如果在荷载处于最不利的静止作用位置的同时又满足共振条件，那么将会发生很大的动态响应，极有可能导致桥梁的破坏。

在移动荷载作用下，桥梁将产生振动和冲击等动力效应，近年来不少专业人员都力求探讨怎样从理论上确定移动车辆荷载下桥梁的动态响应。

1.桥梁车辆振动分析的古典理论（1）匀速移动常力的作用桥梁一般可视作一简支梁（设长为），将设简支梁上作用以速度匀速向右运动的常力，假设忽略移动荷载本身的质量，，位于左边的支承出，移动到右边的支承，由相关的振动知识可得出简支梁的动力响应表达式为：式中，为简支梁各阶固有频率，为移动常量的广义扰动频率，括号中的前一项表示强迫振动，后一项为自由振动。

移动荷载作用下桥梁的动态响应研究作者：刘赛毛威冉志红来源：《建材发展导向》2014年第01期摘要：车辆在一定速度下通过桥梁时，就会引起桥梁的振动，桥梁的振动反过来又影响车辆振动，这种相互的作用就是耦合振动问题。

桥梁的振动是结构产生了疲劳，稳定性和强度都有所降低；当这种振动过大时进而影响车辆的安全及稳定性；随着国民经济的突飞猛进，桥梁的大跨、轻型化，使得耦合问题更加突出，因此耦合振动的分析问题越来越受工程界的重视。

关键词：振动；车桥耦合；有限元桥梁的振动往往是在车辆荷载和地面的某种运动情况下产生，其振动的效应表现为动力效应，这种动力效应会比静力作用下引起的局部损伤大许多，或者影响其桥上行车的行车舒适性及加速度，甚至使桥梁结构损伤、破坏等。

车辆的荷载情况引起的振动问题，由于蒸汽时代平衡轮上周期的锤击已被现在的电力机车、高性能机车所替代，因此现代桥梁的竖向振动问题已表现的不是很突出。

桥梁自身的结构反而表现的更为显著，随着现代科技和经济的快速发展，国内外新兴材料的问世和薄壁结构的广泛应用，桥梁结构也表现出了跨径越来越大，质量越来越轻，刚度越来越小，从而使桥梁结构所能承受的活载占总荷载的比重越来越大。

汽车制造和设计的改进以及汽车新兴材料的应用，使得车辆的单轴轴重不乏较重或超重的大型工程车辆增加了桥梁的荷载值。

上述因素加强了车桥耦合方面的影响，使的变化的荷载与结构的相互作用问题变得越来越突出，引起了工程界的广泛关注。

现在的大跨径桥梁振动已经成为影响桥梁使用与安全的重要因素，因此，各种桥梁的设计计算要求中都包含车辆荷载动力作用内容。

1 车桥耦合模型振动方程建立1.1 移动常量模型图1.1 匀速通过简支梁的单常量力在上图1.1中，一常力F以速度v向右匀速运动，此模型中力F不考虑质量问题，规定t=0时刻，F作用在简支梁的支座处，t=T时刻，F移动到简支梁最右侧支座处，由简支梁的振动微分方程可得到表达式：（1）其中，EI是简支梁的抗弯刚度，m是梁单元质量的常数。

基于ANSYS生死单元的移动荷载作用下桥梁结构动力响应分析移动荷载是指在桥梁结构上以一定速度行驶的载重车辆，它会在桥梁结构上引起振动和动力响应。

了解桥梁结构在移动荷载作用下的动力响应对于确保其安全性和稳定性至关重要。

在这种情况下，使用有限元软件ANSYS对桥梁结构进行动力响应分析是一种有效的方法。

本文将介绍如何利用ANSYS的生死单元对移动荷载作用下的桥梁结构进行动力响应分析。

1.研究背景桥梁结构在运行过程中会受到不同方向和大小的荷载作用，其中移动荷载是其主要荷载之一、移动荷载对桥梁结构的振动和动力响应产生重要影响，因此对其进行分析是非常必要的。

2.ANSYS介绍ANSYS是一种有限元分析软件，可以用于模拟和分析各种工程结构的动力响应。

它具有强大的仿真功能，可以准确地模拟结构在不同荷载作用下的响应。

3.动力响应分析步骤（1）建立模型：首先，在ANSYS中建立桥梁结构的有限元模型，包括桥梁梁、板、墩等组成部分。

确定桥梁结构的几何形状、材料性质等参数。

（2）施加荷载：在模型中模拟移动荷载作用，可以通过施加集中荷载或均布荷载的方式来模拟车辆通过桥梁的情况。

（3）定义边界条件：设置模型的边界条件，确定结构的支座和约束条件，以保证结构在运行过程中的稳定性。

（4）设置分析类型：选择动态分析类型，在分析设置中定义荷载的作用时间、频率和幅值等参数。

（5）进行动力响应分析：运行模型进行动力响应分析，获取桥梁结构在移动荷载作用下的振动响应情况。

（6）结果分析：对分析结果进行后处理和分析，评估结构在移动荷载作用下的动力响应性能，确定结构的安全性和稳定性。

4.结论与展望通过以上步骤，可以利用ANSYS对移动荷载作用下的桥梁结构进行动力响应分析，为工程师提供了一个强大的工具，可以帮助他们更好地理解桥梁结构在实际运行中的动力响应情况。

未来，可以进一步研究不同荷载作用下桥梁结构的动力响应特性，为桥梁结构的设计和改进提供更加准确和可靠的依据。

荷载作用下桥梁结构动力响应分析随着城市化的进程，越来越多的桥梁被建造在城市的交通路线上，这些桥梁承受着大量的车辆、人员和货物的荷载。

因此，桥梁的荷载作用下的动力响应分析变得极其重要。

桥梁结构动力响应分析是研究荷载作用下桥梁结构的振动性能和响应特性的一门学科。

桥梁结构在运行过程中会受到各种荷载的作用，如静荷载、动荷载、风荷载、温度荷载等。

这些荷载的作用会导致桥梁结构的振动，加剧桥梁的疲劳损伤和振动破坏，威胁到桥梁的安全性和耐久性。

针对荷载作用下桥梁结构的动力响应分析，通常采用有限元分析（FEA）和结构动力学的方法。

有限元分析能够考虑到复杂的桥梁结构的几何形状、材料特性和边界条件，可以精确地模拟桥梁的荷载作用下的运行状态和响应特性。

结构动力学的方法则主要从整体上研究桥梁结构的振动性能和动力响应。

桥梁结构的动力响应分析通常涉及到桥梁结构的振动特性、应力分布和动态位移。

振动特性是指桥梁结构的固有频率、振型模态和振型阻尼等振动特性参数，可以通过有限元分析和结构动力学计算得出。

应力分布是指荷载作用下桥梁结构的应力分布、应力峰值和应力分布变化规律，可以反映出桥梁结构的耐久性和稳定性。

动态位移则是指荷载作用下桥梁结构的自由位移、动态位移和振幅等参数，可以揭示桥梁结构的振动响应特征。

桥梁结构的动力响应分析是桥梁工程设计和安全评估的重要内容。

通过对荷载作用下桥梁结构的动力响应分析，可以优化桥梁结构的设计，提高桥梁的耐久性和安全性，减少事故风险。

同时，对桥梁结构进行动力响应分析还可以及早发现潜在的振动破坏风险，采取相应的加固和维修措施，保障桥梁结构的健康运行。

总之，荷载作用下桥梁结构的动力响应分析是桥梁工程领域中至关重要的一环。

合理开展桥梁结构的动力响应分析，对于提高桥梁的耐久性和安全性、减少事故风险具有积极作用。

同时，也能为桥梁领域的科研人员提供新的研究方向和挑战。

第八届全国振动理论及应用学术会议论文集，上海，2003年11月移动载荷作用下连续梁的动力响应分析钟卫洲1, 2，罗景润1，高芳清3，徐友钜1（1.中国工程物理研究院结构力学研究所，绵阳 621900；2.中国工程物理研究院研究生部，绵阳 621900;3.西南交通大学振动与强度实验室，成都 610031）摘要： 本文以磁悬浮交通轮轨接触车桥动力行为研究为背景，把车辆对桥梁的动力作用简化为一个稳态力和一个低频扰动力，把连续钢桥梁简化为伯努力—欧拉梁，建立了车辆过桥的力学模型和振动微分方程，运用模态分析法得到了该微分方程的解析解，分析了连续桥梁频率方程、模态表达式以及低阶模态。

援引德国TR06和连续钢梁的参数对不同速度的移动荷载下连续钢梁的动力响应进行计算分析，给出了相应条件下连续梁的动挠度曲线（w-t图和w-x图），并分析了桥梁的动力响应特征。

本文的研究为评定桥梁在高速车辆作用下的稳定性和安全性提供了参考。

关键词： 连续梁；模态分析；动力响应；动挠度Dynamic Response Analysis of Continuous Beam UnderMoving LoadZHONG Wei-zhou 1, 2, LUO Jing-run 1, GAO Fang-qing3, XU You-ju 1(1.Institute of Structural Mechanics of CAEP, Mianyang 621900; 2.Graduated School of CAEP, Mianyang 621900;boratory of Vibration and Intensity of SWJTU, Chengdu 610031)Abstract: This paper is based on the background of the study of the dynamic behavior between maglev vehicle and guideway. The moving force exerting on the bridge is simplified as a steady force and a pulsating force with low frequency. The continuous steel beam is taken as Bernoulli-Euler beam, then the corresponding force model and vibrating equation of the bridge is established. The modal analysis method is applied to solve the equation of vibration. Frequency equation, analytical solution of mode of the beam and the lower modes are analysed. By quoting the data of TR06 of German, the dynamic response of continuous beam is obtained under moving vehicle at several typical speeds. The results of this paper can be taken as reference to assess security and stability of a bridge under moving load.key words: continuous beam; modal analysis ; dynamic response; dynamic deflection1 引 言车辆从桥上通过时，桥跨结构将发生竖向振动，引起这种竖向振动的原因是很多的，也很复杂。

移动荷载作用下桥梁的动态响应研究本文档格式为WORD,感谢你的阅读。

摘要：车辆在一定速度下通过桥梁时，就会引起桥梁的振动，桥梁的振动反过来又影响车辆振动，这种相互的作用就是耦合振动问题。

桥梁的振动是结构产生了疲劳，稳定性和强度都有所降低；当这种振动过大时进而影响车辆的安全及稳定性；随着国民经济的突飞猛进，桥梁的大跨、轻型化，使得耦合问题更加突出，因此耦合振动的分析问题越来越受工程界的重视。

关键词：振动；车桥耦合；有限元桥梁的振动往往是在车辆荷载和地面的某种运动情况下产生，其振动的效应表现为动力效应，这种动力效应会比静力作用下引起的局部损伤大许多，或者影响其桥上行车的行车舒适性及加速度，甚至使桥梁结构损伤、破坏等。

车辆的荷载情况引起的振动问题，由于蒸汽时代平衡轮上周期的锤击已被现在的电力机车、高性能机车所替代，因此现代桥梁的竖向振动问题已表现的不是很突出。

桥梁自身的结构反而表现的更为显著，随着现代科技和经济的快速发展，国内外新兴材料的问世和薄壁结构的广泛应用，桥梁结构也表现出了跨径越来越大，质量越来越轻，刚度越来越小，从而使桥梁结构所能承受的活载占总荷载的比重越来越大。

汽车制造和设计的改进以及汽车新兴材料的应用，使得车辆的单轴轴重不乏较重或超重的大型工程车辆增加了桥梁的荷载值。

上述因素加强了车桥耦合方面的影响，使的变化的荷载与结构的相互作用问题变得越来越突出，引起了工程界的广泛关注。

现在的大跨径桥梁振动已经成为影响桥梁使用与安全的重要因素，因此，各种桥梁的设计计算要求中都包含车辆荷载动力作用内容。

1 车桥耦合模型振动方程建立1.1 移动常量模型图1.1 匀速通过简支梁的单常量力在上图1.1中，一常力F以速度v向右匀速运动，此模型中力F不考虑质量问题，规定t=0时刻，F作用在简支梁的支座处，t=T时刻，F移动到简支梁最右侧支座处，由简支梁的振动微分方程可得到表达式：（1）其中，EI是简支梁的抗弯刚度，m是梁单元质量的常数。

桥梁设计中的动力与振动分析在桥梁设计中，动力与振动分析是一个至关重要的环节。

随着现代化交通建设的快速发展，桥梁作为连接城市和区域的重要交通设施，其安全性和可靠性需求日益提高。

因此，对桥梁的动力与振动特性进行准确分析和预测，是确保桥梁正常运行及其结构安全性的关键。

动力与振动分析在桥梁设计中的作用不可忽视。

首先，动力分析可以帮助设计者了解桥梁结构在受外力作用下的响应情况。

如车辆经过桥梁时产生的荷载以及风荷载等外力，都会对桥梁结构造成影响。

通过动力分析，设计者可以预测桥梁在不同条件下的振动频率、振型以及振幅等重要参数，进而对桥梁结构的疲劳寿命和安全性进行评估和改进。

其次，振动分析能够帮助设计者优化桥梁结构，提高其动力性能。

通过对桥梁结构进行振动模态分析，可以发现结构的固有频率和振型。

这些信息可以帮助设计者合理调整结构参数，以避免共振现象的发生。

共振是指外力频率与结构的固有频率相近或相等时，桥梁结构受到的振幅放大，甚至引发破坏。

因此，通过振动分析，设计者可以有针对性地进行结构改进，以增强桥梁的抗振能力，提高其运行安全性。

在桥梁动力与振动分析中，常用的工具与方法众多。

其中，有限元方法是最常用的一种手段。

有限元方法将复杂的连续体分割为若干个离散单元，通过建立结构的数学模型，计算各离散单元的运动情况，并通过相应的求解算法得到整体结构的运动响应。

通过有限元软件，设计者可以对各种工况下的桥梁结构进行动力与振动分析，得到准确的结果，并进行相应的设计调整。

此外，动力与振动分析还涉及到大量的理论知识和专业技术。

例如，动力学、振动理论等学科的知识是进行桥梁动力分析的基础。

同时，需要结合桥梁材料的力学性能、荷载参数以及环境因素等进行综合考虑。

设计者在进行动力与振动分析时，还应注意模型的简化与精确性之间的权衡，以及计算结果的可靠性与工程经济性之间的平衡。

综上所述，动力与振动分析在桥梁设计中具有重要作用。

通过准确的动力分析和振动分析，设计者可以预测桥梁的动力响应，评估结构的安全性，并进行合理的结构优化和改进。

桥梁动力学
桥梁动力学是一门研究桥梁结构在运营过程中所受到的动力学因素和响应的学科。

在桥梁设计和维护中，桥梁动力学显得尤为重要。

本文将从以下几个方面阐述桥梁动力学。

一、桥梁的振动问题
桥梁在运营过程中，长期受到荷载作用，会发生振动。

虽然桥梁都会经过严格的设计规范，但是有时候桥梁的振动会超出预期，从而导致桥梁结构的破坏。

因此，在设计中需要考虑到桥梁的振动问题，尤其是大跨度桥梁。

二、风荷载的影响
风荷载是桥梁结构的主要荷载之一，且会对桥梁产生较大的影响。

桥梁的桥面和结构体系等，都会受到风荷载的影响。

在桥梁设计中，需要对这些影响进行充分考虑，以确保桥梁的结构稳固。

三、温度变化的影响
桥梁在运营过程中，会受到温度变化的影响。

在温度变化的作用下，桥梁材料会发生膨胀或收缩，从而导致桥梁受力情况发生变化。

在桥梁设计中，需要合理考虑温度对于桥梁结构的影响，以确保桥梁的稳定性。

四、地震引起的动力响应
地震是桥梁结构受到的一种重要的自然灾害，其对桥梁结构的破坏是非常严重的。

因此，在桥梁设计中，需要考虑到地震对桥梁结构的动
力响应，以避免地震对桥梁结构造成的破坏。

总之，桥梁动力学是桥梁设计和维护中非常重要的一环。

只有在桥梁动力学的基础上，才能设计出真正稳定、安全的桥梁结构，保证桥梁在长期运营中不会受到过大的损耗。

在今后的桥梁设计中，应该更加重视桥梁动力学的研究工作，以推进桥梁结构的发展和进步。

移动荷载作用下曲线桥的动力响应分析李皓玉;宋健;任剑莹【摘要】为确定移动荷载作用下曲线桥的动力学特性,以江西省某四跨连续曲线箱梁桥为实例,运用有限元软件ANSYS建立了该桥的有限元计算模型.计算了该曲线桥的自振频率以及在移动荷载作用下该曲线桥的竖向位移、扭转角、横向位移等的变化规律.同时将有限元数值计算结果与现场试验测试数据进行了对比,验证了该曲线桥有限元模型的正确性,在此基础上分析了车辆离心力、车辆载重、车速等参数对曲线桥动力响应的影响.结果表明,离心力使曲线桥产生朝向外侧的横向位移,使跨中扭转角变大;随着载重的增加,曲线桥跨中竖向、横向位移,扭转角以及支座反力呈线性增长;随着车速的增加,曲线桥跨中竖向位移先增大后减小,横向位移和扭转角逐渐增大,支座反力逐渐减小.【期刊名称】《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(032)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】曲线桥;有限元;移动荷载;动力响应【作者】李皓玉;宋健;任剑莹【作者单位】石家庄铁道大学工程力学系,河北石家庄050043;石家庄铁道大学交通环境与安全工程研究所,河北石家庄050043;石家庄铁道大学工程力学系,河北石家庄050043;石家庄铁道大学交通环境与安全工程研究所,河北石家庄050043;石家庄铁道大学工程力学系,河北石家庄050043;石家庄铁道大学交通环境与安全工程研究所,河北石家庄050043【正文语种】中文【中图分类】U441.30 引言随着我国交通运输的快速发展，交通量越来越大，曲线桥由于能较好地适应桥址受地形和路线限制的需要，可以更好地改善交通枢纽的美观程度，因此，曲线桥在我国的高等级公路建设以及城市道路的互通立交桥梁中得到了很大的发展与进步［1-2］。

车辆与桥梁的动力相互作用是一个复杂的课题，国外很多学者对其进行了研究，并取得了重要成果［3-5］。

李华等［6］基于纯扭转理论单根曲线梁法，对常见的约束扭转简支支座等截面连续曲线梁进行了分析。

桥梁结构的动力特性分析与实践案例分析引言作为建筑工程行业的教授和专家，我多年来从事建筑和装修工作，积累了丰富的经验，并在桥梁结构的动力特性方面有着深入的研究。

本文旨在分享我的经验和专业知识，着重探讨桥梁结构的动力特性分析及相关实践案例。

通过深入分析和实践案例的讨论，将为读者提供有价值的参考和指导。

一、桥梁结构的动力特性分析1. 动力特性的定义与重要性桥梁结构的动力特性指的是结构在受到外部加载（如车辆行驶、地震等）或内部反馈（如风荷载等）作用下的振动响应。

了解桥梁结构的动力特性对于评估结构的安全性、预测结构的振动响应以及设计适当的控制措施至关重要。

2. 动力特性的分析与评估方法桥梁结构的动力特性分析通常包括模态分析、频率响应分析和时程分析等方法。

模态分析用于确定桥梁的固有振动模态和频率，频率响应分析用于确定结构在受到外部激励时的振动响应，而时程分析则是模拟结构在实际使用过程中的动力响应。

3. 动力特性分析的输入参数和工具在进行桥梁结构的动力特性分析时，需要准确输入结构的几何形状、材料参数、边界条件和加载情况等参数。

同时，还需要借助一些专业的分析工具和软件，如有限元软件、动力分析软件等，来完成复杂的计算和分析工作。

二、桥梁结构动力特性实践案例分析1. 桥梁结构在地震作用下的动力特性地震是桥梁结构最常见的激励源之一，对桥梁结构的动力特性有着显著的影响。

在实践中，我们通常通过分析地震动力学响应谱、地震时程分析等方法来评估桥梁结构在地震中的动力反应。

以某高速公路桥梁为例，我们利用有限元软件进行模态分析，确定了桥梁主要的振型和固有频率，并结合地震动力学响应谱，得出了结构在不同地震等级下的地震反应。

2. 桥梁结构在风荷载下的动力特性风荷载对桥梁结构的影响同样不可忽视。

在实践中，我们可以通过风洞试验、数值模拟和频率响应分析等方法来研究桥梁在风荷载下的动力特性。

以一座大型斜拉桥为例，我们采用风洞试验和有限元模型，分析了桥梁在各种风速条件下的振动响应和结构的疲劳性能，从而为设计防风措施提供了科学依据。

高速移动荷载作用下桥梁的动力响应1磁浮与高速铁路与桥梁工程桥梁是高速铁路土建工程的重要组成部分，主要功能是为高速列车提供平顺、稳定的桥上线路，以确保运营的安全和旅客乘坐的舒适。

由于速度大幅提高，高速列车对桥梁结构的动力作用远大于普通铁路桥梁。

桥梁出现较大挠度会直接影响桥上轨道平顺性，造成结构物承受很大冲击力，旅客舒适度受到严重影响，轨道状态不能保持稳定，甚至危及列车运行安全。

因此，磁浮与高速铁路桥型和结构有特点：（1）高架桥所占比例大。

高架长桥多桥梁在高速铁路中所占的比例较大，主要原因是在平原、软土以及人口和建筑密集地区，通常采用高架桥通过。

比如京沪高速铁路所占比例为80.5％。

（2）大量采用简支箱梁结构形式。

磁浮与高速铁路桥型采用的桥梁型式都比较简单。

（3）桥梁刚度大，整体性好。

为了保证列车高速、舒适、安全行驶，高速铁路桥梁必须具有足够大的竖向和横向刚度以及良好的整体性，以防止桥梁出现较大挠度和振幅。

同时，还必须严格控制由混凝土产生的徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形，以保证轨道的高平顺性。

根据磁浮和高铁的特点，其桥梁的设计标准比较高。

高铁的活载各个国家的规定值有所不同，而磁浮的荷载也非常复杂。

如上海磁悬浮桥梁设计需要考虑的荷载有不变影响力6项，源于车辆的可变影响力有20多项，还有源于运行的其他可变力、其他可变影响力和异常影响力，都需要一一考虑并且组合设计。

由于速度快，活载对桥梁冲击大，因此各国对冲击系数都有明确而细致的规定。

磁浮和高铁对桥梁的刚度要求非常高，各国规范对桥梁刚度也有明确详细的规定，其关键设计参数包括：竖向刚度和横向刚度两个方面。

竖向刚度由最大挠跨比、最小竖向振动基频、最小梁端折角设计参数控制；横向刚度由最大横向挠跨比、最小横向振动基频等设计参数控制。

在高速铁路中，桥梁占有很大比重。

高速铁路上有更多的立交桥和高架桥。

由于行车速度高。

列车对桥梁的冲击力、横向摇摆力要大得多。

其振动力噪声特别大。

文章编号：１６７３－６０５２（２０２１）０５－０００５－０４ ＤＯＩ：１０．１５９９６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｂｆｊｔ．２０２１．０５．００２移动荷载作用下钢管拱桥动力特性分析张志却１，谢　凯１，解文宗１，李登国２，卢彭真２（１．嘉兴市秀洲区交通建设投资有限责任公司　嘉兴市　３１４０００；２．浙江工业大学　杭州市　３１００１３） 摘　要：通过大型通用有限元软件ＡＮＳＹＳ，对某一钢管混凝土拱桥进行数值模拟，通过改变其结构的部分参数，分析计算移动荷载作用对钢管拱桥动力特性的影响。

研究结果表明：移动荷载作用时对桥梁结构动力性能的影响存在一个临界速度问题，当移动速度达到临界车速时，桥梁结构的振动幅度达到最大。

提出为控制桥梁结构在移动荷载作用下的振动幅度，必须对车辆的行驶速度进行合理限制，该分析结果可为此类桥移动荷载作用下动力性能研究提供参考。

关键词：钢管拱桥；动力特性；自振频率；移动荷载中图分类号：Ｕ４４１ 文献标识码：Ａ※基金项目：浙江省交通科技项目（２０１８０１０）０　引言钢管混凝土桥梁相比其他桥梁，具有独特的美学造型，在市政桥梁工程中被广泛应用。

钢管混凝土因其钢管和混凝土相互作用，使其内部核心混凝土处于三项受压状态，提高了强度，并且使钢管结构的稳定性得以提升，两者相辅相成，使其材料性能和力学性能得以充分发挥，而且架设便利，施工快捷，经济效益高，因此这类结构在拱式体系桥梁中得到了快速而长远的发展［１］。

随着我国钢材产量的不断增加，在桥梁的建造中加入钢材，不仅能够减少混凝土用量，减轻桥梁的自重，而且能够节约地方资源，保护环境，更加经济节约，对钢桥的发展起到促进作用。

近年来，随着经济水平的提高和科学技术的不断发展，钢管混凝土拱桥的跨径不断攀升，并朝着轻型化方向发展，自重不断减小，致使钢管混凝土拱桥的动力响应问题日益突出［２－３］，因此这种桥梁的动力性能成为了时下研究的热点。

桥梁结构的动力特性包括自振频率、振型、阻尼比等，这些参数是桥梁结构动力性能研究的重要依托，反映了桥梁结构的刚度指标［４］。

任意移动荷载列作用下简支梁桥竖向振动响应解析分析李小珍;张志俊;刘全民【摘要】采用振动理论推导欧拉-贝努利梁在任意移动荷载列模型作用下其竖向振动的解析表达式。

在表达式中综合考虑列车移动速度、所选取的振型阶数、简支梁自身的质量和刚度以及体系的阻尼比对简支梁竖向动力响应的影响。

并用MATLAB语言编程计算，对结果的正确性进行校核。

以京沪高速线路上32m简支梁桥为例，分析简支梁桥在8辆ICE3动车编组的荷载列作用下的竖向动力响应。

计算结果表明，该方法能够模拟桥梁在间距、大小均任意的移动荷载列作用下的竖向振动。

解析结果应用于高速铁路的初步设计及对最大振动能级进行评估时可快速得出可靠结果。

【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2012(000)020【总页数】6页(P137-142)【关键词】简支梁;荷载列模型;动力响应;解析表达式;实例验证;参数分析【作者】李小珍;张志俊;刘全民【作者单位】西南交通大学土木工程学院,成都 610031;西南交通大学土木工程学院,成都 610031;西南交通大学土木工程学院,成都 610031【正文语种】中文【中图分类】U441对于桥梁在运行车辆作用下的振动问题的研究已有一百多年的历史了[1]。

早期的研究由于计算手段的局限[2]，将桥梁、车辆看作两个独立的模型，将桥梁处理成均布等截面梁，将车辆模拟为单个或多个集中力，很多学者采用此种模型推导出了桥梁响应的解析解。

Bolotin[3]研究了固定间距荷载列以恒定速度通过桥梁时桥梁的动力响应;Kurihara等[4－5]假定任意间距荷载列为一个泊松过程，得到了简支梁桥的动力响应的时程和功率谱密度函数;沈锐利[6]将车辆简化为相同的4轴荷载列模型，并定性分析了高速铁路线上同一类型车辆通过不同跨度简支梁桥时的桥梁跨中挠度振动响应的计算式;Yang等[7]将每节车辆简化为前后两个集中力和两个集中质量，对固定间距荷载列作用下简支梁桥的竖向响应进行了解析推导，对等间距质量列作用下的桥梁动力响应进行数值求解，并对两种模型作用下桥梁的动力响应进行对比;Savin[8]采用先推导单个移动荷载引起的桥梁的强迫振动再叠加的方式得到了任意间距荷载列通过桥梁时梁体的动力响应表达式，由于各个荷载引起的响应相位不同，级数叠加很难得出较简洁表达式;单德山[9]推导了荷载列作用于简支曲线梁桥动力响应的解析解，并与相当的直线梁的垂直位移进行了对比。