高桥墩长窄桥梁横向振动分析与振动控制设计

公路工程中的桥梁振动规范要求桥梁在公路工程中扮演着重要的角色，它们不仅连接着两个地理区域，还承载着车辆和行人的交通需求。

然而，桥梁在使用过程中会受到各种因素的影响，其中之一就是振动。

为了确保桥梁的结构安全和稳定性，我们需要遵循一系列的桥梁振动规范要求。

本文将探讨公路工程中的桥梁振动规范要求以及其对桥梁设计和施工的重要性。

一、桥梁振动的原因在公路工程中,桥梁振动主要有两个原因：自然激励和人为激励。

自然激励包括风、地震、流体作用等自然因素，而人为激励则来自车辆经过桥梁时的振动以及其他外力的作用。

这些振动会直接影响桥梁的结构和使用寿命，因此有必要制定桥梁振动规范要求。

二、桥梁振动规范要求的重要性1. 桥梁结构安全：桥梁振动规范要求对桥梁结构的安全提出了严格的要求。

它包括对桥梁横向和纵向振动的限制以及对桥面、支座和锚固系统等重要部件的设计和施工要求。

通过遵循这些规范要求，可以保证桥梁在使用过程中不会发生严重的振动问题，确保乘车者的安全。

2. 乘车舒适度：桥梁振动规范要求不仅关注桥梁结构的安全性，还考虑了乘车的舒适度。

它要求在设计和施工中考虑减少车辆通过时的横向和纵向振动，以提高乘车的舒适度。

这对提升公路交通体验具有重要意义。

3. 噪声控制：桥梁振动规范要求还关注了噪声问题。

振动会产生噪声，对周边环境和居民造成干扰。

规范要求使用防振材料和隔音措施来减少桥梁振动产生的噪声，保护周边环境的安宁。

三、桥梁振动规范要求的内容桥梁振动规范要求涵盖了多个方面，主要包括以下几个方面：1. 振动参数的限制：规范要求对桥梁横向和纵向的振动参数进行限制，如位移、加速度和频率等。

这些要求根据桥梁的类型和功能进行具体规定，确保桥梁在使用过程中的振动不会超过安全范围。

2. 结构设计要求：规范要求在桥梁结构的设计中考虑振动的因素，采取相应的措施来减少振动的发生和传播。

这包括设计合理的刚度和阻尼措施，选择合适的材料等。

3. 施工要求：规范要求在桥梁施工过程中对振动进行有效控制。

关于高墩大跨径连续钢构桥梁结构抗震设计分析论文关于高墩大跨径连续钢构桥梁结构抗震设计分析论文摘要：随着我国交通事业的发展，高墩大跨径连续钢构桥梁在交通道路建设中运用的越来越多，尤其是我国西南、西北地区，盘山公路等已经不能满足经济发展需要。

但由于地形较为复杂，在道路建设中多采用桥梁，再加上山区为地震多发地带，因而对桥梁设计要求极为严格。

高墩大跨径连续钢构桥梁结构的设计具有良好抗震能力，分析其抗震设计，对于其完善与发展具有重要意义。

关键词：高墩；大跨径：连续钢构梁；抗震设计1 高墩大跨径连续钢构桥简介钢构桥结构较为特殊，是将墩台与主梁整体固结。

其承担竖向荷载时，主梁通过产生负弯矩减少跨中正弯矩。

桥墩作为钢构桥的主体部分，主要承担水平推力、压力以及弯矩三种力。

墩梁固结形式较为特殊，可通过节省抗震支座减少桥墩厚度，借助悬臂施工从而省去体系转换，减少了施工工序。

该结构可保持连续梁无伸缩缝，使行车平顺。

此外还具有无需设置支座和体系转换功能，桥梁结构在顺桥向和横桥向分别具有抗弯和抗扭刚度，为施工提供具有便利。

高墩大跨径连续钢构桥形式优缺点并存，其缺点在于受混凝土收缩、墩台沉陷等因素影响，结构中可产生附加内力。

作为高柔性墩，可允许其上部存在横向变位。

其优点在于弱化墩台沉降所产生的内力，并减轻其对结构的影响。

其突出受力结构表现为桥墩与桥梁固结为整体，通过共同承受荷载进而较少负弯矩；该桥梁结构受力合理，抗震与抗扭能力强，具有整体性好，桥型流畅等优点。

作为高柔性桥墩，可允许桥墩纵横向存在合理变位。

2 桥梁震害的具体表现2.1 支座在地震中支座损坏极为常见，支座遭到破坏后能够改变力的传递，进而影响桥梁其它结构的抗震能力，其主要破坏形式有移位、剪断以及支座脱落等。

2.2 上部结构上部结构遭受震害主要是移位，即纵向、横向发生移位。

移位部位通常位于伸缩缝处，具体表现为梁间开脱、落梁、顶撞等。

有资料显示，顺桥向落梁在总数中所占比例高达90%，由于这种落梁方式会撞击到桥墩侧壁，对下部结构造成巨大冲击力，因而破坏力极大。

高铁桥梁的振动与减振控制高铁桥梁作为现代交通网络的重要组成部分，承担着人们出行的重要任务。

然而，随着高铁建设的不断推进，桥梁振动问题也逐渐浮出水面。

桥梁振动不仅会影响列车的运行安全，还会对桥梁结构造成损伤。

因此，对高铁桥梁的振动及其减振控制问题进行研究，对于确保高铁运行安全具有重要意义。

高铁桥梁在运行过程中受到多种外界因素的作用，比如列车的冲击力、风载荷、地震等。

这些外界因素都会引起桥梁的振动，进而对列车和桥梁结构造成不利影响。

其中，列车的冲击力是桥梁振动的主要来源之一。

由于高铁列车速度较快，车体的振动会传递到桥梁上，形成共振现象，引起桥梁的大幅振动。

这种振动如果得不到有效控制，将对列车乘客的安全造成威胁。

为了解决高铁桥梁振动问题，科学家、工程师们进行了大量的研究工作，提出了一系列的减振控制方法。

其中，最常见的方法是使用减振器。

减振器能够吸收和消散桥梁的振动能量，从而减缓桥梁的振动幅度。

目前市场上常用的减振器有液压减振器、摩擦减振器等。

液压减振器通过改变内部的油液流动状态，达到吸收振动的效果。

而摩擦减振器则是利用了摩擦力的原理，通过在桥梁构件之间增加摩擦材料，来减缓振动的传递。

此外，振动源的控制也是减振的重要手段。

例如，通过调整高铁列车的车轮和轨道的间隙来减小列车的冲击力，从而减小桥梁的振动。

此外，还可以采用隔振措施，例如在桥梁与地基之间增加橡胶隔振垫，能够降低振动的传递效率，从而减小桥梁的振动幅度。

需要注意的是，减振措施的选择应根据实际情况进行判断。

不同桥梁的结构和振动特性各不相同，因此在设计和施工过程中应针对具体情况选择减振措施。

此外，减振控制不仅仅是一次性的工作，还需要进行定期的维护和检修。

只有确保减振措施的有效性，才能够持续减小高铁桥梁的振动幅度，保障高铁运行的安全可靠。

在未来，随着科技的不断发展，减振控制技术也将不断创新和完善。

例如，利用智能材料和传感器技术，可以实时监测高铁桥梁的振动状况，并根据需要自动调整减振措施，提高减振的效果。

减小桥梁颤振的方法
减小桥梁颤振的方法主要包括以下几点：
1.合理设计：在桥梁设计初期，根据横向风荷载和流体力学特性等因素，采用合理的结构型式和断面参数，避免桥梁出现共振现象。

2.增加刚度：增加桥梁的刚度可以减小桥梁的振动幅度，可采用增加梁高、加大墩柱截面积、加宽梁面等方式，提高桥梁的整体刚度。

3.减小桥梁质量：降低桥梁的质量可以减小受到外力作用时的响应，可以采用轻型材料如钢结构替代传统的混凝土结构，减小桥梁的自重。

4.增设阻尼器：在桥梁中增设阻尼器，可以有效地吸收和耗散桥梁的振动能量，减小振幅和频率，常用的阻尼器包括液压阻尼器、摩擦阻尼器等。

5.加装避震装置：采用避震装置可以减小桥梁受到地震等外力作用时的振动响应，常用的避震装置包括隔震支座、摆式支座等。

6.定期维护：对桥梁进行定期维护和监测，发现问题及时修复，保持桥梁的良好状态，防止颤振的发生。

需要注意的是，以上减小桥梁颤振的方法需要根据具体桥梁的情况和实际需求进行综合考虑与设计。

大桥抖动的科学解释
摘要：
1.大桥抖动的现象及其影响
2.大桥抖动的原因
3.科学解释大桥抖动的方法
4.如何减少大桥抖动的建议
正文：
1.大桥抖动的现象及其影响
桥梁是现代城市交通中不可或缺的组成部分，然而，在特定条件下，大桥会出现抖动现象。

大桥抖动不仅给过往车辆和行人带来不适，还可能对桥梁结构造成损害，影响其使用寿命和安全性。

因此，对大桥抖动的科学解释具有重要意义。

2.大桥抖动的原因
大桥抖动的原因可以分为两类：一是风致抖动，二是车辆致抖动。

风致抖动是由于风力作用在桥梁上，使得桥梁产生振动。

车辆致抖动则是由于过往车辆在桥面上的行驶，对桥梁产生动态荷载，导致桥梁振动。

3.科学解释大桥抖动的方法
为了科学解释大桥抖动，需要对桥梁的结构、材料以及所受到的风力和车辆荷载等因素进行深入研究。

此外，还需要对桥梁的振动特性进行分析，如固有频率、阻尼比等，以了解桥梁在特定条件下的振动规律。

4.如何减少大桥抖动的建议
针对大桥抖动问题，可以从以下几个方面进行改进：
（1）优化桥梁设计，提高桥梁结构的刚度和稳定性，降低桥梁的振动幅度。

（2）加强桥梁维护，定期检查桥梁的结构状况，对发现的问题及时进行维修和加固。

（3）采取措施降低风致抖动，如设置风屏障等。

（4）对桥梁进行实时监测，采取动态控制措施，如对桥梁的振动进行主动控制，以降低振动幅度。

总之，大桥抖动是一个涉及多因素的复杂问题，需要从多方面进行科学解释和改进。

梁端及桥墩横向振幅超限的加固方法摘要：一、问题背景及意义二、梁端及桥墩横向振幅超限的原因分析三、加固方法的选用及实施步骤四、加固实例介绍五、加固效果评价及注意事项正文：一、问题背景及意义随着我国基础设施建设的快速发展，桥梁工程在国民经济和人民生活中发挥着越来越重要的作用。

然而，在长期的运营过程中，梁端及桥墩的横向振幅超限问题成为影响桥梁安全与稳定的重要因素。

针对这一问题，本文将探讨梁端及桥墩横向振幅超限的加固方法，以提高桥梁的使用寿命和安全性。

二、梁端及桥墩横向振幅超限的原因分析梁端及桥墩横向振幅超限的原因主要有以下几点：1.设计不合理：桥梁设计中，梁端及桥墩的横向刚度与纵向刚度比例失衡，导致在车辆荷载作用下，桥梁产生较大的横向振动。

2.材料性能不足：梁端及桥墩所使用的建筑材料性能不佳，如混凝土强度不足、钢筋焊接质量差等，使得结构整体刚度降低。

3.施工质量问题：施工过程中，混凝土浇筑不密实、钢筋布置不合理等质量问题，导致桥梁结构强度和刚度不达标。

4.外部环境影响：如风、雨、雪等自然因素以及车辆荷载、地震等外部因素，使得桥梁结构产生疲劳损伤，进而导致横向振幅超限。

三、加固方法的选用及实施步骤针对梁端及桥墩横向振幅超限的问题，可采用以下加固方法：1.增大基础刚度：通过加大基础尺寸或采用新型基础形式，提高基础刚度，从而减小桥梁横向振幅。

2.提高墩柱刚度：采用高性能混凝土、加大墩柱直径或增设钢筋混凝土围板等方法，提高墩柱刚度。

3.增设支撑结构：在桥梁两侧增设支撑结构，如临时支撑、永久性支撑等，提高桥梁整体稳定性。

4.隔震减震措施：设置隔震装置或采用减震器，降低桥梁受到的外部振动影响。

5.施工过程中注意控制振幅：通过调整施工工艺、控制混凝土浇筑速度和振动器使用等手段，减小施工过程中对桥梁结构的损伤。

四、加固实例介绍某跨江大桥在运营过程中出现梁端及桥墩横向振幅超限问题，采用增设支撑结构的加固方法进行处理。

具体实施步骤如下：1.调查分析：对桥梁现状进行详细调查，分析超限原因，确定加固方案。

大桥抖动的科学解释
【原创版】
目录
1.大桥抖动的现象及其影响
2.科学解释大桥抖动的原因
3.如何避免和减少大桥抖动
4.结论：大桥抖动的科学性及其重要性
正文
一、大桥抖动的现象及其影响
桥梁作为现代城市交通的重要组成部分，其稳定性和安全性备受关注。

近年来，一些大桥在行车或风振作用下出现抖动现象，给过往车辆和行人带来了安全隐患，也引发了社会对桥梁安全的担忧。

二、科学解释大桥抖动的原因
1.风振作用：大桥在风力作用下产生的振动，是造成抖动的主要原因之一。

当风力达到一定程度时，桥梁结构会产生周期性的振动，形成抖动现象。

2.行车荷载：车辆在桥上行驶时，其荷载会引起桥梁结构的动态响应。

如果荷载过大或者频率与桥梁的固有频率相近，就容易引发桥梁抖动。

3.桥梁设计与施工因素：桥梁设计不合理、施工质量不达标等因素也可能导致大桥抖动。

如桥梁结构刚度不足、焊缝质量差等。

三、如何避免和减少大桥抖动
1.优化桥梁设计：合理设计桥梁结构，提高其刚度和稳定性，降低桥梁抖动的可能性。

2.严格施工质量：确保桥梁施工质量，提高焊缝质量，加强桥梁结构
的维护与检修。

3.风振控制：通过风洞实验等手段，研究桥梁在不同风力下的振动特性，采取相应的风振控制措施，如设置风屏障等。

4.限制行车荷载：通过交通管理措施，限制超载车辆上桥，降低行车荷载对桥梁抖动的影响。

四、结论：大桥抖动的科学性及其重要性
大桥抖动现象的科学解释有助于我们更好地认识到桥梁结构的安全
性和稳定性。

通过对抖动原因的分析，可以采取相应的措施减少大桥抖动，提高桥梁的安全性。

摘 要随着国内货运铁路扩能改造进程的不断推进，我国既有铁路向着大轴重、高牵引和密运行的重载铁路方向持续发展。

当前重载铁路线大多分布于中西部地区，为了适应山高陡坡和复杂多变的地质特征，既有线设计时设置了大量的曲线高墩桥梁。

由于高墩桥梁的横向抗弯线刚度较小，重载列车通过曲线桥梁时会产生更大的横向离心力，导致曲线高墩桥梁的横向振动响应增大，对重载列车的正常通行产生一定程度的影响。

因此，论文以重载铁路曲线高墩桥梁为研究对象，结合理论分析和运营性能试验，开展了重载铁路在役曲线高墩桥梁在重载列车运输条件下的横向振动性能研究。

主要研究成果如下：（1）建立了重载铁路典型在役高墩桥梁的弹塑性动力有限元模型，考虑不同的桥墩高度分析了桥梁的自振频率变化规律；进而考虑不同运行速度和轴重的过桥列车荷载作用，开展了重载列车过桥的车桥耦合动力时程分析，包括横向振幅和横向加速度等动力响应规律。

研究结果表明：随着车速的增加，桥跨跨中横向振幅呈增大趋势，而墩顶横向振幅与速度相关性较小；随着轴重的增加，墩顶横向振幅比跨中横向振幅增长幅度大。

（2）建立了不同曲线半径重载重载铁路曲线高墩桥梁的动力有限元模型，分析不同轴重、行车速度等因素对各种曲线半径高墩桥梁横向动力响应的影响规律，得到了不同曲线半径高墩桥梁的横向振幅和横向加速度动力响应的变化特点及规律。

研究结果表明：曲线高墩桥梁横向振幅在达到设计车速80 km/h时幅值最小；曲线高墩桥梁的横向振幅及横向加速度与轴重呈正相关；而曲线高墩桥梁的横向振幅及横向加速度与曲线半径呈负相关。

（3）选取在役重载铁路典型曲线高墩桥梁开展动力性能试验并与前述数值模拟分析结果进行对比，进一步验证曲线高墩铁路桥梁在重载运输条件下的动力性能及响应规律。

研究结果表明：选取的重载铁路桥梁能满足重载列车安全运行，试验数据验证了计算模型的正确性与适用性。

关键词：重载铁路；曲线高墩桥梁；曲线半径；动力时程分析；横向振动性能；横向振幅AbstractWith the continuous progress of the expansion and reconstruction of freight railway, the existing railways in China are developing towards the direction of heavy load railway with large axle load, high traction and dense operation. At present, most heavy-duty railway lines are distributed in the central and western regions. In order to adapt to the high and steep slopes of mountains and the complex and changeable geological features, a large number of curved pier Bridges have been set up in the design of existing railway lines. Because the transverse bending line stiffness of the bridge with high piers is small, the transverse centrifugal force will be greater when the heavy load train passes the curved bridge, resulting in the increase of the transverse vibration response of the bridge with high piers with curves, which has a certain degree of influence on the normal passage of the heavy load train. Therefore, this thesis studies the transverse vibration performance of the curved high-pier bridge in service under the condition of heavy load train transportation by taking the curved high-pier bridge of heavy load railway as the research object, combining with theoretical analysis and operation performance test. The main research results are as follows:(1)The elastic-plastic dynamic finite element model of a typical bridge with high pier in service is established. Then, considering the load action of the crossing train with different running speed and axle weight, the vehicle-bridge coupling dynamic time-history analysis of the crossing train with heavy load is carried out, including the dynamic response laws such as transverse amplitude and transverse acceleration. The results show that the transverse amplitude of the bridge increases with the increase of the vehicle speed, but the correlation between the transverse amplitude and the velocity is small. With the increase of axle weight, the transverse amplitude of pier top increases more than that of mid-span.(2)Established different curve radius overloaded overload dynamic finite element model of railway curve of high pier bridge, analysis of all kinds of different axle load, speed and other factors on the curve radius of the influence law of high bridge piertransverse dynamic response, the different curve radius of high bridge pier transverse and lateral acceleration amplitude change characteristics and regularity of dynamic response. The results show that the transverse amplitude of curvilinear bridge with high pier is the smallest when it reaches the design speed of 80 km/h. The transverse amplitude and transverse acceleration of curved high pier bridge are positively correlated with the axial weight. The transverse amplitude and lateral acceleration of curved pier bridge are negatively correlated with the curve radius.(3)A typical curvilinear high-pier railway bridge in service was selected to carry out dynamic performance test and compared with the above theoretical analysis results to further verify the dynamic performance and response law of curvilinear high-pier railway bridge under the condition of heavy load transportation. The results show that the selected heavy-load railway bridge can satisfy the safety of heavy-load trains, and the test data verify the correctness and applicability of the calculation model.Key words: heavy haul railway, high pier curved bridge, curve radius, dynamic time-history analysis, lateral vibration performance, lateral vibration目 录第一章绪论 (1)1.1 研究的背景及意义 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究意义 (3)1.2 国内外研究现状 (3)1.2.1 桥梁横向振动研究 (3)1.2.2 曲线桥梁研究现状 (5)1.2.3 高墩桥梁研究现状 (6)1.3 本文主要研究内容 (7)第二章重载铁路曲线高墩桥梁横向振动性能理论研究 (9)2.1 重载铁路曲线高墩桥梁设计基本理论 (9)2.1.1 高墩设计 (9)2.1.2 重载铁路曲线桥梁设计基本理论 (11)2.2 动力性能参数的确定 (13)2.2.1 横向自振频率 (13)2.2.2 横向振幅 (15)2.2.3 横向加速度 (18)2.3 桥墩动力参数理论计算 (18)2.3.1 桥墩横向动力参数 (18)2.3.2 桥墩墩顶横向水平位移 (19)2.4 本章小结 (21)第三章不同运行条件下重载铁路高墩桥梁横向动力性能分析 (23)3.1 有限元模型模态分析 (23)3.1.1 钢筋混凝土矩形板式低墩铁路桥梁 (23)3.1.2 矩形高墩铁路桥梁 (25)3.2 不同车速下重载铁路桥梁横向动力响应分析 (27)3.2.1 横向振幅 (28)3.2.3 横向加速度 (32)3.3 不同轴重作用下重载铁路桥梁横向动力响应分析 (33)3.3.1 横向振幅 (33)3.3.2 横向加速度 (35)3.4 不同墩高重载铁路桥梁横向动力响应分析 (37)3.4.1 横向振幅 (38)3.4.2 横向加速度 (39)3.5 本章小结 (40)第四章曲线半径对重载铁路高墩桥梁动力性能影响研究 (41)4.1 曲线桥梁动力模型建立与基频分析 (41)4.2 小半径曲线桥梁动力性能分析 (44)4.2.1 不同车速下小半径曲线桥梁动力响应分析 (44)4.2.2 不同轴重列车作用下小半径曲线桥梁动力性能分析 (48)4.3 不同曲线半径高墩桥梁动力性能研究 (50)4.3.1 横向振幅 (50)4.3.2 横向加速度 (51)4.4 本章小结 (53)第五章重载铁路曲线高墩桥梁运营性能试验 (54)5.1 试验测试内容及测点布置 (54)5.2 运营性能试验测试结果统计 (55)5.3 运营性能试验测试与理论分析结果对比 (58)5.2.1 跨中横向振幅 (58)5.2.2 跨中横向加速度 (61)5.2.3 桥墩墩顶横向振幅 (63)5.4 本章小结 (64)第六章结论与展望 (66)6.1 结论 (66)6.2 展望 (67)参考文献 (68)致谢 (72)个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 (73)第一章 绪 论1.1 研究的背景及意义1.1.1 研究背景上个世纪中期，因经济的快速复苏，交通行业也蒸蒸日上，激烈的市场环境促进了高效的运输方式的发展。

桥梁索结构振动控制摘要：本文介绍了桥梁索结构的振动特点，回顾了近几十年国内外桥梁索结构振动控制技术研究的进展情况，介绍了工程实例，指出了未来桥梁索结构振动控制的主要发展方向。

关键词:桥梁振动振动控制；被动控制；主动控制；索结构越来越多的桥梁垮塌事故使得确保结构的稳定性和行车舒适性变得尤为重要。

大跨径桥梁大多需要采用索结构（斜拉桥拉索、悬索桥主缆及其吊索和拱桥的吊杆等）的形式，而索结构的因质量小、阻尼低、柔性大的特点，在外界激励下极易发生大幅振动，大跨度桥梁索结构的振动控制往往就成了桥梁结构稳定的控制因素。

桥梁振动控制的主要对象是大跨度桥梁的风振、地震响应和行车响应。

桥梁的风致响应可分为颤振和抖振。

在较易挠曲的悬索桥和斜拉桥中，风致振动较为常见。

悬索桥的缆索、吊杆都存在风振问题，且多为涡激振动。

悬索桥的风致振动最著名的例子是1940年美国Tacoma海峡桥坠落事故，该桥跨度为853m。

与悬索桥相比，虽然同样跨度下斜拉桥的刚度较大，但随着斜拉桥跨度越大，斜拉索柔性就越大。

1988年3月，比利时的Ben Ahin桥的斜拉索就发生了振幅达1米的振动。

1桥梁振动控制的分类被动控制：它不需要外界能量，只需无源的惯性、弹性与阻尼元件，控制力是控制装置与结构相互运行产生的。

该种控制易于实现，减振防冲效果好，应用广泛。

主要优点是结构简单和工作可靠。

主动控制：这种控制需要外界能量输入。

由于大跨度桥梁的挠性很大，易发生低频振动，这种低频振动用被动控制装置或阻尼技术有一定的局限性。

混合控制：将主动控制与被动控制结合，发挥两种控制方法各自的优点，使主动控制所需提供的巨大控制力大幅度减小，以便有效地控制桥梁振动。

2被动控制的主要类型2.1摩擦阻尼器通过摩擦装置滑动作功，消耗能量。

1973年建成的日本关门悬索桥在索塔施工中，采用滑动摩擦控制方式的防止缆索的涡激振动。

2.2粘性阻尼器它是利用材料的粘弹性来瞬时改变结构的能量储备与瞬时耗散能量。