基于車橋耦合動力作用的高速鐵路橋梁狀態(tài)評估方法研究.pdf

1、高速鐵路橋梁作為高速鐵路的重要組成部分，在高速鐵路不斷提速和荷載不斷增大的情況下，其在長期服役過程中的運(yùn)營狀態(tài)倍受關(guān)注。在高鐵橋梁結(jié)構(gòu)正常運(yùn)營過程中，很容易發(fā)生由多級變幅疲勞荷載作用、鋼筋銹蝕、混凝土碳化、鹽離子侵蝕以及預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力腐蝕等原因引起的梁的剛度退化現(xiàn)象，這些因素雖不能顯著地造成橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度破壞，但其對橋梁結(jié)構(gòu)長期性能，尤其對高速列車的運(yùn)營安全有著至關(guān)重要的影響。本文基于以上考慮，針對高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，從分析橋梁的動力

2、響應(yīng)數(shù)據(jù)入手，提出了一套基于橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的針對中小跨徑高速鐵路橋梁的狀態(tài)評估方法。
　　首先，本文對所用的列車-軌道-橋梁動力學(xué)理論進(jìn)行闡述和分析，利用其力學(xué)相互作用關(guān)系建立了高速列車-軌道-橋梁動力耦合仿真模型。當(dāng)列車在橋梁上的行駛時(shí)，利用在橋跨上布置的傳感器對橋梁進(jìn)行監(jiān)測，即可獲得用來對橋梁進(jìn)行狀態(tài)評估的原始應(yīng)變響應(yīng)數(shù)據(jù)。
　　其次，在獲得橋梁的應(yīng)變響應(yīng)數(shù)據(jù)后，即可推算橋梁的狀態(tài)評估指標(biāo)。本文共確定兩個狀態(tài)評估指標(biāo)，

3、分別為自振頻率和豎向撓度值，其中，自振頻率可利用傅里葉變換等數(shù)學(xué)方法對應(yīng)變響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到，豎向撓度值可由本文推導(dǎo)的應(yīng)變與位移之間的關(guān)系經(jīng)換算得到。若橋梁的評估指標(biāo)大于設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定值，則橋梁結(jié)構(gòu)處于不安全狀態(tài)，需馬上進(jìn)行人工檢測維修和深度分析，若小于規(guī)定值，則暫時(shí)處于安全狀態(tài)，需對響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)分析。
　　最后，對處于安全狀態(tài)的橋梁進(jìn)行的常規(guī)分析，其本質(zhì)為分析橋梁的剛度退化情況，針對此分析，本文提出了應(yīng)變差法來定位剛度退化