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營狀態(tài)倍受關注。在高鐵橋梁結構正常運營過程中，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、鹽離子侵蝕以及預應力筋應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構的強度破壞，但其對橋梁結構長期性能，尤其對高速列車的運營安全有著至關重要的影響。本文基于以上考慮，針對高速鐵路橋梁結構的特點，從分析橋梁的動力

2、響應數(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-橋梁動力學理論進行闡述和分析，利用其力學相互作用關系建立了高速列車-軌道-橋梁動力耦合仿真模型。當列車在橋梁上的行駛時，利用在橋跨上布置的傳感器對橋梁進行監(jiān)測，即可獲得用來對橋梁進行狀態(tài)評估的原始應變響應數(shù)據(jù)。
　　其次，在獲得橋梁的應變響應數(shù)據(jù)后，即可推算橋梁的狀態(tài)評估指標。本文共確定兩個狀態(tài)評估指標，

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)學方法對應變響應數(shù)據(jù)進行分析得到，豎向撓度值可由本文推導的應變與位移之間的關系經(jīng)換算得到。若橋梁的評估指標大于設計規(guī)范的規(guī)定值，則橋梁結構處于不安全狀態(tài)，需馬上進行人工檢測維修和深度分析，若小于規(guī)定值，則暫時處于安全狀態(tài)，需對響應數(shù)據(jù)進行常規(guī)分析。
　　最后，對處于安全狀態(tài)的橋梁進行的常規(guī)分析，其本質(zhì)為分析橋梁的剛度退化情況，針對此分析，本文提出了應變差法來定位剛度退化