大准铁路32m预应力混凝土梁桥横向动力性能试验研究

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发布时间：2021-09-09

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大准铁路32 111预应力混凝土梁桥横向动力性能试验研究
兰晓峰，刘鹏辉，尹京，董振升
(1．神华准格尔能源有限责任公司大准铁路公司工务段，内蒙古010300；2．中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081)
摘要：根据大准铁路32 m预应力混凝土梁桥的实测横向振动数据，综合分析了32 m预应力混凝土粱桥
的横向动力性能。结果表明：32 m预应力混凝土梁桥的横向振动在很大程度上是由于桥墩的振动引起
的，而桥墩横向振动与货列的激励频率、桥墩的自振特性有关，当墩高大于20 in时，由于其有载自振频
率低，在货列重车速度较低下就可能导致横向共振现象。
关键词：32 in预应力混凝土梁横向动力性能试验研究
中图分类号：U446．1 文献标识码：B
大(同)准(格尔)铁路1997年全线建成通车，是
一条煤炭专用线，正线全长264 km，线路等级为I级
单线电气化铁路，全线各类桥梁共计141座，其中梁式
桥102座556孔。自开通运营以来，对大准铁路不同
跨度的桥梁进行过检定，出现问题最多的是横向振幅
超限，尤其是32 nl预应力混凝土梁式桥横向振动过
大。
本文对大准铁路8座桥的21孔32 m预应力混凝
土简支梁(梁图号专桥一2040、专桥2059，专桥2039)、
60个桥墩(墩高从3．67～33．36 nl，墩类型有圆形墩，
圆端形墩，矩形墩，柔性墩)进行了桥梁横向振动测
试。测试车辆类型有C62、C64、C70、C80、C80H、
C80BH、K18AK以及C62、C64、C70的混编列车，车辆
编组分5 000 t和万吨列车，空、重车最高行车速度80
km／h，检测主要以运营货列为主。本文根据上述横向
振动测试数据，综合分析32 m预应力混凝土梁的横向
动力性能。
我国铁路桥梁检测主要是按照2004年《铁路桥梁
检定规范》(后面简称为《桥检规》)来实施和评价的。
《桥检规》中指出铁路桥梁运营性能检验有行车安全
限值和通常值两种判别值，行车安全限值是保证列车
以规定的速度安全通过，桥梁结构必须满足的限值，超
过此值，应立即采取必要的措施。通常值是合格桥梁
在正常运营中实测值的上限(挠度、振幅)、下限(频
率)。铁路桥梁在运营过程中，如超过此值，应仔细检
查桥梁结构是否存在隐藏的病害，同时调查列车曾否
产生异常激励。
收稿日期：2010-05—12；修回日期：2010-06-20
作者简介：兰晓峰(1972一)，男，内蒙古和林县人，高级工程师。
1 梁体横向自振频率
梁体横向自振频率可综合反映梁跨结构横向刚度
的大小，通过环境微振动法测得的时域信号进行谱分
析，得到桥梁的横向自振频率。实测大准线32 m预应
力混凝土梁的横向自振频率在4．10～4．40 Hz之间。
2 梁体跨中横向振动
图1、图2分别为货列重车和货列空车作用下32
m预应力混凝土梁体跨中横向振幅与速度的关系。由
于运营货列速度低，范围窄，车辆类型多，32 m预应力
混凝土梁跨中横向振幅离散性大，与速度的关系不明
显。从整体趋势来看，货列重车作用下梁体跨中横向
振幅大于货列空车作用下横向振幅(表1)，且与列车
编组有关。对于大部分桥梁，运营货列空车作用下，
C62、C64或C62+C64+C70明显比C80、K18AK作用
下梁体跨中横向振幅大；C62+C64+C70重车、C80重
车、K18AK重车作用下跨中横向振幅相差不大，但比
C80空车、K18AK空车作用下跨中横向振幅大。货列
空车作用下32 In预应力混凝土梁的跨中横向振幅均
满足《桥检规》行车安全限值90／L=3．56 mm的要求；
货列重车作用下墩高在20 m以上的32 m预应力混凝
土粱的跨中横向振幅不满足《桥检规》行车安全限值
3．56 mm的要求，其中下脑亥东沟大桥第3孔32 nl预
应力混凝土梁在C80重车速度34．6 km／h时跨中横向
振幅达到了6．54 mm，接近《桥检规》行车安全限值的
2倍