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问题。根据桥梁结构动力学、车辆动力学、轮轨相互作用以及结构风振的基本原理,研究风、列车、桥梁构成的动力相互作用系统的振动机理。结合实桥的动力研究,建立风荷载作用下的列车和大跨度桥梁系统动力相互作用分析模型,研究桥梁在脉动风荷载和列车荷载同时作用下的振动特性,以及桥上列车受风荷载作用下运行的安全性和平稳性,从而得出风速、车速、桥型等多种因素对风—车—桥动力系统振动特性等影响的研究结论。主要研究内容如下。1)结合我国现阶段大跨度桥梁的建设,考虑桥梁的抖振以及与脉动风之间的自激振动、列车—桥梁耦合振动、车体横向平均风压形成的移动荷载对桥梁的横向冲击、以及侧向风对车辆的影响等多种因素,建立风荷载作用下的列车和桥梁系统动力相互作用理论分析模型。2)提出建立桥址区的脉动风速场的简化方法。采用谱解法将实际面状的大跨度桥梁的三维相关脉动风速场简化为沿主梁分布的一维脉动风速场,并采用快速Fourier逆变换技术加快模拟速度。脉动风场中各风速点的模拟功率谱函数、自相干函数以及互相干函数与目标值吻合良好。从而导出车辆和桥梁静风力、抖振风力和自激风力的时域表达式。3)基于上述分析模型和方法,采用模态综合技术,建立风—车—桥系统动力方程组,并编制风—车—桥动力系统耦合振动分析计算程序。4)以武汉天兴洲公铁两用大跨度桥梁的大跨度悬索桥和斜拉桥两个不同阶段的设计方案为实际工程背景,采用本文建立的风—车—桥耦合振动的分析计算程序,对大跨度桥梁同时在脉动风和运行列车两种荷载工况作用下的动力响应进行动力仿真计算,并对桥梁的振动性能进行分析评价。计算结果表明:脉动风对大跨度桥梁,特别是悬索桥的动力响应影响显著;桥梁的横向、扭转位移响应主要受风力控制,随风速的增大而逐步急速增大;桥梁的竖向位移响应主要受运行列车的影响较大,但随着风速的不断增大,列车的影响逐渐减弱;作用在移动车体上的横向平均风压对桥梁的横向冲击作用十分显著,它是引起桥面横向位移响应的重要因素。5)通过理论推导和分析实例研究车桥系统的共振机理和共振条件。桥梁在移动车辆作用下产生的共振包括:①由车辆重量、离心力、横向平均风荷载等形成移动荷载列对桥梁周期性动力作用引起的共振;②由荷载列对桥梁加载速率引起的共振;③由轨道不平顺、轮对蛇行等周期性加载引起的共振等。车桥系统的共振与桥梁跨度、长度、竖向和横向刚度、列车编组、车辆轴距参数及车辆的自振频率等因素有关。6)根据车辆动力学的基础理论,分析并确定。桥上车辆运行安全性、平稳性的评判准则。采用本文建立的风—车—桥耦合振动的分析方法,模拟列车通过武汉天兴洲公铁两用大跨度悬索桥、斜拉桥方案的全过程,对列车在大跨度桥梁上受风运行时所产生的各项振动指标进行计算分析,包括脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、倾覆系数、舒适度指标以及横、竖向车体振动加速度。通过多工况对比分析风速、车速、桥型等多种因素对风—车—桥动力系统振动特性的影响,确定桥上列车运行安全的风速阈值。对风荷载作用下列车在大跨度桥梁上运行的安全性和平稳性进行评价。计算结果表明:脉动风引起桥梁和车辆的抖振,它们对桥上列车的运行性能有很大影响;风荷载直接作用于运动着的车体本身,有使列车发生倾覆、脱离轨道的危险;车辆的各项振动指标均随着风速的增大而逐步急速增大,当平均风速超过25m?s-1时,桥上列车的运行安全将受到威胁。的初始角度等因数对大跨度桥梁的静风响应都有不同程度的影响。（2）大跨境桥梁静风失稳时的构形表现为空间弯扭耦合失稳，扭转变形对结构静风响应的影响是明显的。（3）计入材料的非线性，静风临界风速教不计入的结果小，但失稳时结构并不变成机构，即材料非线性降低了结构的切线刚度，但非引起失稳的主要原因。（4）大跨度桥梁的朱亮断面的升力距曲线斜率与其静
风临界风速关系密切，升力距曲线梯度小，结构的空气静力稳定性就好，改善主梁断面的升力距曲线，可以改善大跨径桥梁的空气静力稳定性。无论是静风还是动风荷载，对桥梁的影响都是显而易见的。在未来桥梁的发展过程中，尤其是大型跨海桥梁的建造过程中，风荷载的影响是一个重中之重的指标。当理论体系更完善的时候，桥梁结构会产生一个新的突破，一大批新型结构的桥梁会出现。桥梁工程师们，一定会设计出更加合理，更加经济的抗风断面。 随着经济的飞速发展，人们对交通的要求日益提高。桥梁出现的伊始只是为了满足通行的需求，在物质文明高度发展的这个时代，人们日益追求精神上的享受，在满足人们需求，在合理的技术前提下，桥梁人不断探索和寻求新型的结构，为桥梁的发展做出了很大的贡献。
拱桥孔数上有单孔与多孔，多孔以奇数为多，偶数较少，多孔拱桥，如果当某孔主拱受荷时，能通过桥墩的变形或拱上结构的作用将荷载由近及远的传递到其它孔主拱上去，这样的拱桥称为连续拱桥，简称连拱；江浙水乡的三、五、七、九孔石拱桥，一般是中孔最大，两边孔径依次按比例递减，桥墩狭薄轻巧，具有划一格局，令人钦佩。由于桥孔搭配适宜，全桥协调匀称，自然落坡既便于行人上下，又利于各类船只的航运。杭州市城北的拱辰桥是三孔的一例，建于明崇祯四年（1631年）。有的桥孔多达数十孔，甚至超过百孔，如1979年发现的徐州景国桥，就有104孔，估计它是明清桥梁。多跨拱桥又有连续拱和固端拱，固端拱采用厚大桥墩，在华北、西南、华中、华东等地都可见到，连续拱只见于江南水乡。按建拱的材料分有石拱、木拱、砖拱、竹拱和砖石混合拱。
赵州桥，又名安济桥，也叫大石拱桥，座落在河北省赵县城南五里的清水河它不仅是中国第一座石拱桥，也是当今世界上第一座石拱桥。唐代文人赞美桥如\初云出月，长虹饮涧\。这座桥建于隋朝公元605年至618年，由一名普通的石匠李春所建，距今已有1350多年的历史。在漫长的岁月中，虽然经过无数次洪水冲击、风吹雨打、冰雪风霜的侵蚀和8次地震的考验，却安然无恙，巍然挺立在清水河上。桥身长50．82米，宽9．60米，大拱的净跨度长37.37米，拱高7.23米。他考虑，为使桥面坡度小，将桥高与跨度呈1：5的比例，这样既便于行人来往，也便于车辆通行；拱顶高，又便于桥下行船。他又在大拱的两肩上，各做两个小拱，使得整个桥型显得格外均衡、对称，既便于雨季泄洪，又节省了建筑材料。其结构雄伟壮丽、奇巧多姿、布局合理，多为后人所效仿。李春设计的桥面坦直，共分三股，中间走车马，两旁走行人，不仅可使秩序井然，且又能防止交通事故的发生。
北京宛平卢沟桥在北京广安门外30里，跨永定河，也是一座有名的拱桥。桥始建于金.大定二十八年（公元1188年），完工于金.明昌三年（公元1192年）。桥全长212.2米，共11孔，净跨不等，自11.4米至13.45米，桥宽9.3米。墩宽自6.5米至7.9米。拱券接近半圆形。桥墩迎水面有尖端镶有三角铁柱的分水尖，背水面为削角方形。桥面上石栏杆共269间，各望柱头上，雕刻有石狮。金代原物简单统一，自后历朝改换，制作精良，石狮形态各异，且有诸多小狮，怀抱背负，足抚口噙，趣味横生。桥上及华表柱上等的石狮子，已成为鉴赏重点，亦是统一变化的美学原则的具体应用。卢沟桥早已列为全国文物保护单位。
还有一座较著名的拱桥为瑞典1961年建成的阿斯克勒峡湾桥。该桥的拱肋和拱上立柱均采用管形截面，拱肋为工厂焊接的直径3.8米圆管,在工地铆接而成，拱上立柱为0.32～0.75米的无缝钢管。因桥址处于海湾口，风速高达150公里/时，采用管状结构可减少风荷载。桥宽仅9米，为保证结构的横向稳定,
曾进行了风洞模型试验以确定合理的风荷载。两端的引桥桥墩均采用钢筋混凝土管柱结构，以求全桥协调统一，颇为美观。可惜该桥已于 1980年1月18日凌晨在雾中被货轮撞毁。
目前，世界上最大跨度的钢拱桥是美国的新河峡谷桥，1977年建成，拱跨为518.2米，全长921米，桥面离峡谷底267米，桥面为公路4车道，是上承式双铰钢桁拱桥。
拱桥的优点：1）具有较大的跨越能力，充分发挥圬工及其它抗压材料的性能；2）构造较简单，受力明确简洁；3）形式多样、外型美观；缺点：1）有水平推力的拱桥，对地基基础要求较高，多孔连续拱桥互相影响；2）跨径较大时，自重较大，对施工工艺等要求较高；3）建筑高度较高，对稳定不利。
桁架拱桥的主要构造：1）桁架拱片—主要承重结构，由上、下弦杆、腹杆、拱顶实腹段组成；2）横向联结系—拉杆、横系梁、横隔板、剪刀撑。其的特点拱与桁架组合，共同受力，整体性好，发挥全截面材料的作用；2）、桁架部分的构件主要承受轴力；3）、拱的水平推力使跨中弯距减少，恒载下主要承受轴力，活载下承受弯距，为偏心受压构件；4）节点为刚性连接，易开裂，影响整体刚度及耐久性；5）整体自重轻，构件可预制，适合软土地基。其构造特点节点构造保证足够的强度，防止开裂，影响耐久性及结构刚度；加强横向刚度，保证横向稳定，一般在跨径端部及L/4处设竖向、平面撑架。
组合桁架拱桥结构特点是桁架拱和桁架梁的继承与发展，受力特性介于拱桥和梁桥之间；在悬臂桁架梁端部的下弦杆上支承中间部分的桁架拱；悬臂桁架的长度一般为主孔跨径的0.2~0.25；悬臂梁与桁架拱间设断缝；横向设系梁与隔板；边跨通常采用连续刚构活桁架结构；易于无支架悬臂拼装；推力较大，适合于山谷较深，基岩脉深较浅的山区 。
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