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高架桥上浮置板轨道动力性能及影响因素

噪声与振动控制 2023年第6期43卷 184-189,220页

作者：李铸珅张媛闫宇智战家旺国能朔黄铁路发展有限责任公司河北肃宁062350 浙江省建筑设计研究院杭州310006 北京九州一轨环境科技股份有限公司北京100071 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

以城市轨道交通高架桥钢弹簧浮置板轨道为研究对象,通过数值模拟的方法分析钢弹簧浮置板对行车安全性和桥梁振动特性的影响。在此基础上分析研究列车运行速度、浮置板厚度、钢弹簧刚度、钢弹簧阻尼、剪力铰形式等参数对桥梁结构动力性... 详细信息

以城市轨道交通高架桥钢弹簧浮置板轨道为研究对象,通过数值模拟的方法分析钢弹簧浮置板对行车安全性和桥梁振动特性的影响。在此基础上分析研究列车运行速度、浮置板厚度、钢弹簧刚度、钢弹簧阻尼、剪力铰形式等参数对桥梁结构动力性能的影响规律。结果表明:钢弹簧浮置板具有良好的减振效果,且对行车安全性指标的影响较小,有较大的安全余量;各项参数对行车安全性的影响均较小;列车运行速度对钢弹簧浮置板减振效果影响较大,但是具有随机性;浮置板厚度由0.24 m增至0.39 m时,减振效果可增加3.21 dB;钢弹簧刚度从5.7 kN/mm增至8.9 kN/mm时,其减振量降低0.33 dB;钢弹簧阻尼对减振效果影响相对较小;剪力铰的存在可以提高行车安全性和减振效果,但是不同剪力铰形式对桥梁振动响应和减振效果的影响较小。

关键词：振动与波高架桥钢弹簧浮置板动力性能影响规律数值模拟减振效果

不同车速下钢弹簧浮置板轨道减振降噪性能试验研究

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北京交通大学学报 2022年第6期46卷 144-151页

作者：丁德云王文斌马蒙闫宇智李腾吴宗臻北京九州一轨环境科技股份有限公司北京100071 中国铁道科学研究院集团有限公司城市轨道交通中心北京100081 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

随着城市轨道交通快线和市郊铁路的发展,列车车速可提至160 km/h.车速提升对浮置板轨道减振性能和动力响应均会产生影响.为了研究不同车速下钢弹簧浮置板轨道的减振降噪性能,在国家铁道试验中心环形试验线设计建造了一段200 m长的浮置... 详细信息

随着城市轨道交通快线和市郊铁路的发展,列车车速可提至160 km/h.车速提升对浮置板轨道减振性能和动力响应均会产生影响.为了研究不同车速下钢弹簧浮置板轨道的减振降噪性能,在国家铁道试验中心环形试验线设计建造了一段200 m长的浮置板轨道试验段.选取钢弹簧浮置板轨道和普通整体道床共3个断面开展不同车速下轨道减振降噪效果和动力性能试验研究.试验过程中,列车由60 km/h逐级提速至160 km/h.研究结果表明:随着列车速度的增加,浮置板道床位移逐渐减小,外轨位移逐渐增大,内轨位移逐渐减小,钢轨和道床位移在各速度级条件下均满足规范要求;“2/3布置”钢弹簧浮置板道床位移大于“2/2布置”钢弹簧浮置板道床.随着列车速度的增加,浮置板减振效果呈现出先增大后略微减小的趋势,100 km/h以上时浮置板减振效果均大于10 dB;相比于普通整体道床,钢弹簧浮置板具有一定的降噪效果,最大值可达3.7 dB(A).

关键词：铁道工程钢弹簧浮置板轨道车速试验研究动力特性减振效果

铁路简支梁桥下部结构健康状态动力评估方法研究

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土木工程学报 2016年第10期49卷 71-79页

作者：战家旺闫宇智张楠夏禾北京交通大学北京100044

提出一种以实测横桥向整体振动、横桥向局部振动和顺桥向局部振动模态的不同组合为输入,采用模型修正技术和优化算法识别铁路简支梁桥下部结构的物理参数,从而实现对墩身、基础和支座病害进行定位和定量分析的动力学方法。进一步,建立... 详细信息

提出一种以实测横桥向整体振动、横桥向局部振动和顺桥向局部振动模态的不同组合为输入,采用模型修正技术和优化算法识别铁路简支梁桥下部结构的物理参数,从而实现对墩身、基础和支座病害进行定位和定量分析的动力学方法。进一步,建立了针对下部结构系统中各构件的评估准则和评估流程。对两座铁路桥梁进行现场试验,并依据所提评估方法和评估准则对其健康状态进行评估,理论分析结果现场评估结果一致,从而证明所提方法的准确性和有效性。

关键词：铁路简支梁桥下部结构健康状态动力评估有限元模型修正技术

基于模型修正理论和频响函数模式置信准则的简支梁损伤动力评估方法

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土木工程学报 2017年第8期50卷 49-58,97页

作者：战家旺李明卢洋闫宇智北京交通大学北京100044 中交公路规划设计院有限公司北京100088

提出了一种基于频响函数模式置信准则的改进模型修正方法,用以识别各部位的损伤指数,从而对简支梁的损伤进行定量评估。加工制作了4片模型简支钢梁,用切割截面的方式模拟了损伤,进行了动力测试,并利用所提方法进行了损伤识别。简支钢梁... 详细信息

提出了一种基于频响函数模式置信准则的改进模型修正方法,用以识别各部位的损伤指数,从而对简支梁的损伤进行定量评估。加工制作了4片模型简支钢梁,用切割截面的方式模拟了损伤,进行了动力测试,并利用所提方法进行了损伤识别。简支钢梁数值模拟和模型试验结果表明:利用相邻测点间频响函数模式置信准则指数构造目标函数时,可有效增加识别变量的个数;第1阶频率和第2阶频率之间的区段内频响函数对损伤灵敏度较高,可用SAC指数计算和简支梁损伤识别;所提损伤评估方法对测试系统误差和噪声不敏感,可实现对多个位置损伤的同步定位和定量识别;在传感器数量有限的情况下,采用分步识别法可以实现对损伤位置的逐步接近和损伤程度的精细化识别。

关键词：简支梁频响函数模式置信准则损伤评估有限元模型修正模型试验

基于车激响应的桥梁支座脱空病害识别方法研究

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桥梁建设 2020年第2期50卷 19-24页

作者：闫宇智战家旺张楠邵斌北京交通大学北京100044 北京市基础设施投资有限公司北京100101 北京九州一轨环境科技股份有限公司北京100071

为快速、准确地评估铁路简支梁桥的支座健康状态,分析各影响因素对识别结果的影响,以刚体动力学和结构有限元法为基础建立了车桥耦合动力分析模型,提出了一种以频谱相似性指标构建目标函数、以模型修正方法为主要技术手段的桥梁支座脱... 详细信息

为快速、准确地评估铁路简支梁桥的支座健康状态,分析各影响因素对识别结果的影响,以刚体动力学和结构有限元法为基础建立了车桥耦合动力分析模型,提出了一种以频谱相似性指标构建目标函数、以模型修正方法为主要技术手段的桥梁支座脱空病害识别方法,并在此基础上以某高速铁路32m简支梁桥为工程背景,采用数值模拟和现场试验的方式对所提方法进行了验证。结果表明:该方法可实现支座脱空病害的定位和定量识别,且计算效率和精度均较高,虚假损伤很小;列车行车速度、轨道不平顺谱及列车编组等因素对支座脱空病害识别结果影响较小;现场试验的加速度频谱分析实测值与理论值在低频段吻合良好,各支座识别结果均大于支座刚度限值,支座未发生脱空病害,与支座实际状态一致。

关键词：高速铁路桥简支梁支座脱空车桥耦合动力分析频谱相似性模型修正病害识别

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铁路桥墩损伤识别模型试验研究

振动与冲击 2016年第14期35卷 188-194页

作者：闫宇智战家旺张楠夏禾北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

在实验室建立了适用于铁路桥梁低墩的模型桥墩,通过改变墩顶集中质量和基础约束刚度的方法模拟梁重变化和基底损伤。分析了地基约束变化和墩顶质量变化对模型桥墩动力参数的影响规律。以实测频率和振型为输入,利用优化算法对模型桥墩的... 详细信息

在实验室建立了适用于铁路桥梁低墩的模型桥墩,通过改变墩顶集中质量和基础约束刚度的方法模拟梁重变化和基底损伤。分析了地基约束变化和墩顶质量变化对模型桥墩动力参数的影响规律。以实测频率和振型为输入,利用优化算法对模型桥墩的损伤进行了识别,并将识别结果与设定损伤进行了对比。分析表明:当实际桥梁结构的轨道和支座约束刚度较大时,在简化模型中不可忽略墩顶约束的作用;频率和振型等模态参数对墩顶集中质量、墩顶约束和基础刚度的变化比较敏感;利用基于模态参数的模型修正技术可准确识别桥墩的损伤位置并确定损伤程度。

关键词：铁路桥墩模型试验损伤识别有限元模型修正技术

基于小波能量熵的铁路简支钢桁梁桥损伤预警方法

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中国铁道科学 2018年第3期39卷 24-30页

作者：战家旺闫宇智张飞姚京川北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中国铁道科学研究院集团有限公司北京铁科工程检测中心北京100081

以铁路简支钢桁梁桥为研究对象,将列车荷载简化为移动荷载列,对移动荷载作用下的结构响应进行离散小波变换,计算各层小波能量。利用小波能量熵对信号突变的敏感性,提出一种基于小波能量熵的桥梁损伤预警方法,并应用该方法对某下承式钢... 详细信息

以铁路简支钢桁梁桥为研究对象,将列车荷载简化为移动荷载列,对移动荷载作用下的结构响应进行离散小波变换,计算各层小波能量。利用小波能量熵对信号突变的敏感性,提出一种基于小波能量熵的桥梁损伤预警方法,并应用该方法对某下承式钢桁梁桥各种类型损伤预警工况进行分析,研究损伤程度、损伤位置和测点位置对预警效果的影响规律。结果表明:所提方法可对钢桁梁桥不同位置和程度损伤的出现时刻进行准确预警,具有较强的鲁棒性,且可较为完善地解决边界效应问题;损伤预警效果与损伤程度呈正相关,测点位置与损伤位置距离越近,损伤预警效果越明显。

关键词：铁路简支钢桁梁桥小波能量熵移动荷载列信号突变损伤预警离散小波变换

基于线刚度识别的铁路桥梁下部结构服役性能动力评估方法

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铁道学报 2017年第5期39卷 104-111页

作者：战家旺魏峰闫宇智张楠夏禾北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中国铁路总公司科技管理部北京100844

以下部结构实测整体或局部振动模态参数为目标值,采用模型修正技术和优化计算方法识别墩身刚度和基础约束刚度参数,进而计算桥墩横桥向和顺桥向水平线刚度。分析线刚度对桥墩各类病害的灵敏度,建立线刚度指数的概念,在此基础上提出下部... 详细信息

以下部结构实测整体或局部振动模态参数为目标值,采用模型修正技术和优化计算方法识别墩身刚度和基础约束刚度参数,进而计算桥墩横桥向和顺桥向水平线刚度。分析线刚度对桥墩各类病害的灵敏度,建立线刚度指数的概念,在此基础上提出下部结构服役性能评估准则和评估流程。对某高速铁路桥墩进行现场试验,并依据设计规范和本文所提出的评估准则对其工作状态进行评估。桥墩评估状态与现场勘查结果相符,从而证明本文所提评估方法的准确性和可靠性。

关键词：铁路桥梁下部结构线刚度识别服役性能动力评估

基于模型修正理论的铁路桥墩损伤定量评估方法

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中国铁道科学 2015年第5期36卷 28-35页

作者：战家旺王伟张楠夏禾闫宇智北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

基于有限元模型修正理论,以桥墩横桥向整体振动、横桥向局部振动和顺桥向局部振动模态的不同组合为输入,以墩身刚度、基底约束刚度和支座刚度为损伤识别参数,用模态频率残差和模态振型残差构造目标函数,实现对桥墩损伤的定位和定量评估... 详细信息

基于有限元模型修正理论,以桥墩横桥向整体振动、横桥向局部振动和顺桥向局部振动模态的不同组合为输入,以墩身刚度、基底约束刚度和支座刚度为损伤识别参数,用模态频率残差和模态振型残差构造目标函数,实现对桥墩损伤的定位和定量评估。对评估方法的验证结果表明:利用由墩顶、墩中和墩底3个点响应分析得到的模态参数即可实现对桥墩损伤的评估;以桥墩的2种或3种模态为输入时,可同时识别墩身、基础和支座的损伤;对于大部分仅可测得横桥向整体振动模态的桥墩而言,利用该模态参数仍可对桥墩墩身和基础的损伤状态进行准确评估;该桥墩损伤评估方法的抗噪能力强,可收敛到全局最优解。

关键词：铁路桥墩损伤识别有限元模型修正定量评估