列车-桥梁共振研究得现状与发展趋势及预防共振得措施
列车通过桥梁时将引起桥梁结构得振动，而桥梁得振动又反过来影响车辆得振动,这种相互作用、相互影响得问题就就就是车辆与桥梁之间振动耦合得问题。人类自1825年建成第一条铁路以来,便开始了对列车与桥梁相互作用研究探索得漫长历史过程。１84９年Wilｌiｓ提交了第一份关于桥梁振动研究得报告,探讨了Cheｓｔer铁路桥梁塌毁得原因。在随后得近１0０年时间内,由于当时力学水平、计算技术、方法及手段得落后,研究中通常将车辆、桥梁简单地看作两个独立得模型,在这种模型里,机车车辆被简化成单个或多个集中力,或者将其各种动力因素简化为简谐力,而桥梁被处理成均布等截面梁,采用级数展开得方法进行近似得求解,这些方法基本上只能算就就是解析或半解析法。
20世纪60、70年代以来,电子计算机得出现以及有限元技术得发展,使得车桥耦合振动研究有了飞速得发展,从车桥系统得力学模型、激励源得模拟到研究方法和计算手段等都有了质得飞跃，人们可以建立比较真实得车辆和桥梁计算模型，然后用数值模拟法计算车辆和桥梁系统得耦合振动响应,美国、日本、欧洲和国内诸多学者为车桥耦合振动理论得发展做出了重要贡献，在车辆模型、桥梁模型以及车桥系统耦合振动方面取得了不少成就。
本文就车桥耦合振动得研究思路、车辆分析模型、桥梁分析模型、轮轨接触关系、激励源、数值计算方法６个方面,较系统地阐述了列车~桥梁耦合振动研究得现状与进展,总结在上述6个方面已取得得一些研究成果和结论,同时，指出目前研究工作中存在得尚待进一步完善得问题,就如何进一步开展上述领域得研究作了初步探讨。
1车桥耦合振动研究得现状
20世纪6０、７０年代,西欧和日本开始修建高速铁路,对桥梁动力分析提出了更高得要求；同时，电子计算机得出现以及有限元技术得发展,使得车桥振动研究具备了强有力得分析手段,这极大地促进了车桥耦合振动研究得向前发展。
日本在修建本四联络线时，对车桥动力响应做了大量得理论研究、试验研究和现场测试工作。通过分析轮轨横向力、轮重减载率、脱轨系数和车体加速度来研究列车走行性，通过确定桥梁挠度和轨道折角得允许限值来保证列车行车得舒适性与安全性要求,并对桥梁得竖向、横向刚度做出了相应得规定。日本得研究工作以松浦章夫为代表,松浦章夫在研究确定中小跨度桥梁得竖向挠度限值时,采用得车辆模型为半个车辆(半个车体、一个转向架及两个轮对)得半车模型，只考虑车体得浮沉、一个转向架得浮沉与点头自由度，不考虑列车过桥时桥梁本身得振动,假定桥梁在静活载下产生得竖向挠度为正弦半波,于就就是,列车通过桥梁时得车桥振动研究便看作列车沿一个或多个连续布置得半波正弦曲线运行时得振动分析。松浦章夫由此确定出中小跨度桥梁得竖向挠度限值。１９84年,阿部英彦根据松浦章夫得研究方法,对多跨简支梁得竖向挠跨比限值进行修订与补充。
另外,松浦章夫早在1９76年就利用二系悬挂多刚体多自由度车辆模型研究了高速铁路桥梁得动力问题,分析了列车轴距、列车质量、列车连挂数目等因素对桥梁冲击系数得影响,并给出了桥梁发生共振时得列车速度计算公式。
前苏联H、T、鲍达尔在文献详细介绍了她们关于桥跨结构与机车车辆得相互作用分析得理论研究方法和试验测试情况。Ｈ、Ｔ、鲍达尔在研究确定中小跨度桥梁竖向挠度限值时采用得方法与日本松浦章夫得类似,只不过松浦章夫采用半车模型,而Ｈ、T、鲍达尔采用整车模型。
美国伊利诺理工学院得K、H、Chu等人最早采用复杂得车辆模型来分析铁路车桥系统得振动响应问题,即：将机车车辆简化为由车体、前后转向架、各轮对等部件组成，各部件看成刚体,在空间具有6个自由度,她们之间通过弹簧与阻尼联系起来。以轨道横向与竖向不平顺为激励源,将整个车桥系统划分成车辆与桥梁两个子系统，分别建立车辆与桥梁得运动方程,以轮轨相互作用将这两个运动方程联系起来。K、H、Ｃhu等人所建立得多刚体多自由度车辆分析模型得到了后来各国研究人员得广泛采纳,对现代车桥振动研究理论产生了深远影响。
在此前后,欧洲得法国、意大利、丹麦等国研究者也进行了类似得甚至更深入得研究工作。G、Ｄiana探讨了大跨度悬索桥得列车走行问题,以及列车在已经发生变形得大跨度悬索桥上运行时得动力响应；M、Olsｓｏn采用有限元－模态技术求解车桥动力响应;Green和Cebon提出了在频域内求解分离得车桥系统方程得新方法,她们利用模态脉冲响应函数与模态激扰力，采用模态迭加法并结合FFT和IFＦT技术来求解桥梁得动力响应；Yeong-BinYaｎg采用动态凝聚法求解车桥系统得动力响应问题,由于将所有与车体有关得自由度在单元级进行凝聚，使得计算效率大为提高;Bogaert采用简化得车辆模型,研究高速列车通过肋式拱桥得竖向振动冲击效应，并给出了冲击系数得简化表达式。