基于移动荷载傅里叶谱的桥梁共振频域分析

保证列车在高速运行下的安全稳定是高速铁路发展的关键,为建立列车速度与桥梁共振之间的关系,建立多个移动荷载激励下桥梁共振响应的频域分析法。首先,对于多个移动荷载作用下的桥梁,运用傅里叶变换对桥梁运动方程进行推导,得到桥梁位移傅里叶谱及移动荷载傅里叶谱。然后,基于该移动荷载傅里叶谱,引入无量纲速度κ-与间跨比γ,建立移动荷载速度与桥梁最大位移响应之间的函数关系。最后,以简支梁为例验证了理论分析的正确性和速度公式的有效性。研究结果表明:桥梁自由振动能够在频域内通过荷载傅里叶幅值谱得到有效反映,而且该傅里叶幅值谱与时域内得到的桥梁自由振动位移幅值响应规律一致;对于不同基频的桥梁,移动荷载傅里叶幅值谱的最大值各不相同,但随间跨比γ的变化具有相同规律,并且κ--γ关系曲线不会发生改变;多个移动荷载作用下桥梁发生共振响应时,移动荷载最大共振速度与桥梁的基频与跨度、移动荷载的间距与数量有关。