高速铁路周期性桥梁频域有限元法及墩底动反力分析

基于高速铁路工程中常用的等跨径布置简支梁桥的特点,采用无限周期结构理论和有限元法在频域内建立了桥梁结构的分析模型,提出了任意荷载列作用下桥梁结构周期性单元受等效结点荷载时矢量频谱的计算方法,并且通过与既有文献结果的对比验证了本文计算模型的正确性。以某高铁线路上32 m等跨径布置高架桥为例,分析了其能带特性及其在不同频率轨道不平顺引发的移动简谐荷载激励下的动力响应及墩底动反力。计算结果表明:该周期性桥梁结构在低频段和高频段存在共有的通带频率;由于轨道不平顺的影响,桥梁结构截面位移及墩底动反力均出现明显的周期性特征,且动力响应随激振频率的增大而增大;该周期性理论和频域有限元法可以准确有效地计算出任意跨梁体的动力响应和墩底的动反力,为环境振动研究领域中场地振动荷载源的求解提供了研究思路和计算方法。