为保证高速铁路的安全优质运营,桥梁成为了高速铁路建造的首选。而由于列车时速的提高,列车作用在桥梁的时间越来越短,桥梁自由振动的时间要远大于受迫振动的时间。并且由于桥梁的阻尼较小,导致桥梁自由振动响应幅值减小比较缓慢,因此,针对桥梁自由振动的研究显得至关重要。本文针对移动荷载作用下铁路梁桥的自由振动最大响应以及调谐质量阻尼器对桥梁振动控制进行了详细的分析。本文的主要内容及研究成果如下:1.为了更加有效地建立列车运营时速与桥梁最大位移响应之间的关系,针对单个移动荷载激励下桥梁最大位移响应提出了一种频域分析方法;采用傅里叶变换推导出单个移动荷载匀速通过梁桥时的移动荷载谱与桥梁振动位移响应谱,通过分析移动荷载幅值谱获得了导致桥梁自由振动位移出现极值响应的移动荷载速度,并提出了导致桥梁自由振动最大位移响应的移动荷载速度计算公式;以一简支梁为例,通过与相关文献结果的对比,验证了本文数值计算程序的正确性,进一步基于该程序,通过数值分析验证了频域分析方法相关理论推导的正确性和速移动荷载度公式的准确性。研究结果表明:在频域内得到的移动荷载幅值谱与时域内得到的桥梁自由振动幅值响应规律一致,因此,移动荷载幅值谱能有效反映桥梁位移响应的自由振动;导致桥梁发生自由振动最大位移响应的移动荷载速度与移动荷载幅值谱最大值对应的移动荷载速度相等,且移动荷载幅值谱的其他极值点与桥梁自由振动位移响应极值点所对应的移动荷载速度一致;在自由振动阶段,桥梁位移响应极值点对应的单个移动荷载速度仅与桥梁自振频率和桥梁跨度有关;单个移动荷载以共振速度通过桥梁时,桥梁发生的受迫与自由振动位移响应均不是最大响应,因此,对于高速铁路桥梁的列车运营速度,除关注列车共振速度外,需更加重视使桥梁产生最大位移响应的速度。2.为了保证列车在高速运行下引起的桥梁动力响应在安全范围内,则对建立列车运营时速与桥梁位移响应幅值之间的关系显得尤为重要。本文通过频域分析方法得到了多个移动荷载激励下桥梁自由振动最大位移响应与荷载速度的关系。该方法是对桥梁运动方程采用傅里叶变换,得到多个移动荷载作用在桥梁时的桥梁位移响应谱及移动荷载谱。并基于该移动荷载谱,引出了无量纲速度?与轴跨比?,而建立了移动荷载速度与桥梁最大位移响应之间的关系。而且通过对移动荷载谱进行分析,同样地建立了移动荷载速度与桥梁消振效应之间的关系。最后,以铁路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。结果表明:由频域分析方法得到的移动荷载幅值谱能有效地反映桥梁自由振动,而且该移动荷载幅值谱与时域角度得到的桥梁自由振动幅值响应规律一致;多个移动荷载作用下桥梁自由振动最大位移响应时的最大共振速度不仅与桥梁基频、跨度有关,还与移动荷载间距有关;而多个移动荷载作用下桥梁发生消振现象时的消振速度不仅与桥梁基频、移动荷载间距有关,还与桥梁跨度、荷载数有关。3.本文提出了一种可考虑TMD影响的桥梁振动频域分析方法,该方法首先建立移动荷载激励下的桥梁-TMD时域运动方程,接着将运动方程进行傅里叶变换得到基于TMD的桥梁位移响应谱表达式,然后采用增广拉格朗日优化方法对该桥梁位移响应谱进行优化得到最优的TMD参数,最后通过数值模拟验证了该方法相比较传统优化方法(Den Hartog)在最大位移控制方面的优越性,并研究了桥梁阻尼比、荷载个数及荷载轴跨比对TMD控制桥梁位移响应最大值时的最优参数和有效性的影响。研究结果表明,采用增广拉格朗日优化方法对桥梁位移响应谱优化,不仅可以有效分析各个桥梁及荷载参数对TMD最优参数选取的影响,还可以针对各类简支梁桥合理配置TMD参数,为实际工程应用提供参考。