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高速铁路桥梁混凝土高墩温度模式及极值研究

铁道科学与工程学报 2023年第3期20卷 961-972页

作者：戴公连王芬葛浩肖尧饶惠明中南大学土木工程学院湖南长沙410075 东南沿海铁路福建有限责任公司福建福州350013

桥梁的变形控制是高速铁路安全运营的基础,而高墩的温度模式及温度极值是影响桥梁变形的重要参数。由于现有规范没有明确的桥墩温度模式及温度极值的计算方法,研究具有高可靠性的高铁桥梁桥墩温度模式及温度极值预测具有重要意义,有助... 详细信息

桥梁的变形控制是高速铁路安全运营的基础,而高墩的温度模式及温度极值是影响桥梁变形的重要参数。由于现有规范没有明确的桥墩温度模式及温度极值的计算方法,研究具有高可靠性的高铁桥梁桥墩温度模式及温度极值预测具有重要意义,有助于准确评估桥梁工程整个服役周期里的安全性和稳定性。以昌赣客运专线上某高墩桥梁为例,研究长期太阳辐射及环境温度作用下高墩结构内部温度分布规律及温度极值情况。根据其39 m高墩温度测点2 a监测数据和大气温度资料,采用Bootstrap方法建立桥墩均匀温度及等效线性温差的最大熵极值模型,并验证模型的有效性和合理性。在此基础上分析桥墩不同温度分量的变化特征,估算在不同重现期下桥墩均匀温度分量及等效线性温差分量的代表值。研究结果表明:桥墩均匀温度分量时程曲线呈现出以年为周期的余弦变化规律,且其均匀温度分量和等效线性温差分量达到极值的时间有所不同;根据最大熵极值模型计算得到50 a重现期及100 a重现期时,桥墩均匀温度分量代表值分别为40.6℃和41.1℃,等效线性温差分量代表值分别为6.1℃和6.5℃;该方法克服了在小样本时难以准确预测极值的缺点,能够因地制宜地建立桥墩温度分量极值模型,同时适用于类似结构温度极值要素的预测。

关键词：高速铁路桥梁混凝土高墩现场试验温度极值最大熵模型 Bootstrap法

高速铁路桥梁车致加速度响应监测数据分类方法研究

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世界桥梁 2024年

作者：于虹文望青严爱国余兴胜闫俊锋中铁第四勘察设计院集团有限公司中国铁建股份有限公司桥梁工程实验室

为提高不同列车过桥时基于车致加速度响应的桥梁结构损伤识别准确性，提出了一种基于加速度传感器的高速铁路桥梁车致加速度响应监测数据分类方法。该方法根据桥梁结构健康监测系统中加速度传感器监测数据幅值的变化趋势，在监测数据时... 详细信息

为提高不同列车过桥时基于车致加速度响应的桥梁结构损伤识别准确性，提出了一种基于加速度传感器的高速铁路桥梁车致加速度响应监测数据分类方法。该方法根据桥梁结构健康监测系统中加速度传感器监测数据幅值的变化趋势，在监测数据时程曲线中确定2个标记点，将标记点对应的时间分别作为列车抵达和驶离传感器的近似时间，然后通过2个不同位置加速度传感器的标记点识别出高铁列车的相对车速、行驶方向和编组数量，并据此对桥梁结构车致加速度响应监测数据进行分类。将该方法应用于商合杭客专裕溪河特大桥健康监测系统中，实现了对不同列车荷载作用下的桥梁结构车致加速度响应监测数据的程序化自动分类，识别出的列车编组数量和行驶方向与现场视频监控结果一致。

关键词：高速铁路桥梁健康监测系统加速度响应监测数据分类列车相对车速列车编组数量列车行驶方向

高速铁路桥梁震致轨道不平顺劣化机理研究及其防控措施

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高速铁路桥梁震致轨道不平顺劣化机理研究及其防控措施

作者：彭东航中南大学

学位级别：硕士

桥面轨道作为直接承载列车行驶的载体,轨面平顺状态劣化将直接影响震后行车。若能探明地震作用下轨道不平顺的劣化机理,这对防控震后轨道不平顺具有重要意义。本文围绕上述研究,重点开展的工作如下:(1)采用非线性时程分析计算了高速铁... 详细信息

桥面轨道作为直接承载列车行驶的载体,轨面平顺状态劣化将直接影响震后行车。若能探明地震作用下轨道不平顺的劣化机理,这对防控震后轨道不平顺具有重要意义。本文围绕上述研究,重点开展的工作如下:(1)采用非线性时程分析计算了高速铁路桥梁的地震响应,分析了在不同地震动强度下各构件的损伤规律和残余位移分布特征。结果表明,地震将恶化轨道的平顺程度。扣件的易损位置为路桥过渡段。底座板与自密实混凝土层间的残余位移极小,支座震后的残余位移对震后轨道不平顺有显著影响。(2)基于各构件残余位移与轨道不平顺的量化对应关系,评定了各构件残余位移对震后钢轨不平顺的局部和整体影响率,同时利用功率谱密度曲线分析了不同层间构件残余位移所引起轨道不平顺的劣化程度。结果表明,单元板式轨道结构震后钢轨不平顺的主要病因在于支座引起的轨道长波不平顺和扣件引起的轨道中波不平顺。(3)将速度谱强度应用于量化震后轨道几何不平顺的劣化程度,利用列车-轨道-桥梁耦合模型计算出的车辆响应与震致轨道不平顺的速度谱强度值作相关性分析及函数拟合。结果表明,速度谱强度与车辆响应等指标均存在明显的线性以及非线性关系。速度谱强度值可以合理地从车体行驶性能的角度量化轨道几何不平顺的劣化程度。(4)提出了震后轨道不平顺的防控理念,并利用速度谱强度指标,评定了不同地震强度下组合减隔震装置降低震后轨道劣化程度的实际效果。结果表明,组合减隔震装置的工作状态符合理想预期,设置组合减隔震装置可以降低震后轨道不平顺的劣化程度。图65幅,表18个,参考文献140篇

关键词：高速铁路桥梁地震作用轨道不平顺损伤规律残余位移速度谱强度减隔震装置

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高速铁路桥梁结构安全监测与预警技术

高速铁路桥梁结构安全监测与预警技术

作者：盛文达长安大学

学位级别：硕士

高速铁路桥梁往往是当地的交通命脉,对当地的经济发展起着极大的促进作用。高速铁路桥梁在运营期间,由于列车运行速度较高桥梁振动响应较大,且长期受到环境的侵蚀,桥梁结构不可避免地产生结构累积性损伤和抗力衰减,致使桥梁运营存在着... 详细信息

高速铁路桥梁往往是当地的交通命脉,对当地的经济发展起着极大的促进作用。高速铁路桥梁在运营期间,由于列车运行速度较高桥梁振动响应较大,且长期受到环境的侵蚀,桥梁结构不可避免地产生结构累积性损伤和抗力衰减,致使桥梁运营存在着安全风险。传统的桥梁结构安全检测大多通过人工定期巡检的方式进行,这种方式因巡检人员业务能力水平不同,巡检结果也会不同,容易忽略潜在的风险。同时,人工定期巡检期间损伤检测不及时也有可能给桥梁运营带来风险。因此,建立实时在线的高速桥梁结构安全监测与预警系统,实现对高速铁路桥梁的实时监测,建立损伤评估模型对潜在的风险及时预警,可以帮助管理人员快速决策,保证桥梁结构的安全性和持久性,对铁路桥梁的安全运营具有重要的意义。论文以城际铁路漠谷河大桥为依托工程,研究高速铁路结构安全监测与预警技术。本文首先利用Midas/Civil2019软件建立漠谷河大桥的全桥有限元模型,对大桥进行动、静力学分析,通过桥梁的自振特性和挠度、应力等静力性能确定桥梁的易损点,从而进一步确定桥梁的监测断面和传感器的布设方案;其次,从需求分析入手,提出漠谷河大桥结构安全监测系统的总体设计方案,该方案包括数据采集模块设计、数据通信模块设计、数据存储模块设计和预警与综合评估模块设计几部分;进一步,对桥梁结构安全监测系统中传感器进行了选型并对主从控CPU及其外围硬件进行了设计;为了实现桥梁损伤识别,构造联合CNN-LSTM的桥梁结构损伤识别模型,通过获取模型加速度数据,建立数据集验证模型的有效性,对比发现,无论是在损伤识别定位准确率还是模型整体稳定性上,CNN-LSTM模型都明显优于CNN和LSTM模型;最后在CNN-LSTM损伤识别模型基础上,提出分级预警指标和预警闭合流程。本文研究成果可以提高高速铁路桥梁管养水平,指导工程人员进行铁路桥梁健康监测系统方案的研究设计,辅助管理人员实现科学和高效养护,具有重要的理论指导意义和实际工程应用价值。

关键词：高速铁路桥梁 Midas/Civil 结构安全监测损伤识别 CNN-LSTM

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高速铁路桥梁跨越黄河大堤设计方案研究

铁道建筑 2021年第9期61卷 34-39页

作者：尹贻新温登钦孙洪斌济青高速铁路有限公司济南250014

新建高速铁路桥梁跨越黄河大堤受到地形、防洪等条件限制,因此提出斜拉桥方案和连续梁桥方案,并对其控制性因素进行计算分析。采用斜拉桥方案时黄河大堤不设置桥墩。采用连续梁桥方案时在黄河大堤上设置桥墩,且须解决大堤渗流稳定性和... 详细信息

新建高速铁路桥梁跨越黄河大堤受到地形、防洪等条件限制,因此提出斜拉桥方案和连续梁桥方案,并对其控制性因素进行计算分析。采用斜拉桥方案时黄河大堤不设置桥墩。采用连续梁桥方案时在黄河大堤上设置桥墩,且须解决大堤渗流稳定性和抗滑稳定性问题。车桥耦合振动计算结果表明,当列车以设计速度在斜拉桥上运行时,桥梁的动力响应、列车竖向振动加速度、横向振动加速度满足规范要求;以检算速度通过时,列车的轮重减载率超限。对黄河大堤渗流稳定性进行计算分析,渗流稳定性不满足要求。通过设置截渗墙,黄河大堤渗流稳定性满足要求。在设计洪水位、设计洪水位骤降期和施工期三种计算工况下,大堤抗滑稳定性满足要求,推荐采用连续梁桥方案。

关键词：高速铁路桥梁斜拉桥车桥耦合振动连续梁桥渗流稳定性抗滑稳定性

基于简化计算模型的中国高速铁路桥梁横向地震分析

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Journal of Central South University 2023年第1期30卷 351-364页

作者：周旺保彭东航刘丽丽张云泰赖志鹏余建蒋丽忠 School of Civil Engineering Central South UniversityChangsha 410075China National Engineering Research Center of High-speed Railway Construction Technology Changsha 410075China

在高速铁路简支梁桥的地震分析中,轨道结构的约束作用不容忽视。尽管其计算效率很高,但由于未考虑轨道结构,桥梁模型可能会产生不合理的地震响应。考虑轨道结构的桥梁轨道模型非常复杂,其地震分析计算效率低。因此,建立高速铁路桥梁抗... 详细信息

在高速铁路简支梁桥的地震分析中,轨道结构的约束作用不容忽视。尽管其计算效率很高,但由于未考虑轨道结构,桥梁模型可能会产生不合理的地震响应。考虑轨道结构的桥梁轨道模型非常复杂,其地震分析计算效率低。因此,建立高速铁路桥梁抗震分析的简化计算模型具有重要的工程实用价值。本文通过在主梁之间设置非线性弹簧,建立了高速铁路桥梁横向地震分析的简化模型。这些弹簧可以精确模拟轨道结构对桥梁的约束作用。利用简化模型对一座五跨高速铁路桥梁进行了地震分析,并将其地震响应与不考虑轨道结构的模型和考虑轨道结构的模型进行了比较。结果表明,在不同地震记录下,桥梁模型和桥梁轨道模型的地震响应吻合良好,验证了简化模型的计算精度。与桥轨模型相比,简化模型的计算时间显著缩短。轨道结构在频繁地震下基本处于弹性阶段,而在设计地震和罕遇地震下,轨道结构的刚度将降低。

关键词：高速铁路桥梁 CRTSⅡ型无砟轨道简化模型计算效率轨道约束退化界限

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高速铁路桥梁沉降变形控制技术

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第1期 0169-0172页

作者：刘春光中铁十九局集团华东工程有限公司浙江宁波315400

随着国家铁路网规划的不断完善,高速铁路建设标准日益提高,对高铁运营的舒适性和安全性提出了更高的要求,因此无砟轨道桥梁的设计和使用比例也将随之上升,而桥梁沉降变形控制则成为无砟轨道桥梁施工的重中之重。结合某铁路工程实例,从... 详细信息

随着国家铁路网规划的不断完善,高速铁路建设标准日益提高,对高铁运营的舒适性和安全性提出了更高的要求,因此无砟轨道桥梁的设计和使用比例也将随之上升,而桥梁沉降变形控制则成为无砟轨道桥梁施工的重中之重。结合某铁路工程实例,从施工工艺角度出发,分析了该桥桥墩沉降变形原因。通过对桩基施工、支座选型及安装过程进行质量控制,可有效降低工程后期的沉降和形变。

关键词：高速铁路桥梁沉降变形控制技术

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高速铁路桥梁方向脉冲型近断层地震反应分析

铁道工程学报 2013年第9期30卷 40-46页

作者：陈令坤张楠蒋丽忠陈格威北京交通大学北京100044 中南大学长沙410075 奥克兰大学

研究目的:近年来,近断层地震对桥梁响应的影响日益引起研究者的注意,现有铁路规范对近断层效应的考虑较少。为研究方向速度脉冲效应对高速铁路桥梁地震响应的影响,基于Pacific Earthquake Engineering Research Center(PEER),Next Gener... 详细信息

研究目的:近年来,近断层地震对桥梁响应的影响日益引起研究者的注意,现有铁路规范对近断层效应的考虑较少。为研究方向速度脉冲效应对高速铁路桥梁地震响应的影响,基于Pacific Earthquake Engineering Research Center(PEER),Next Generation Attenuation Relationships for Western US(NGA West)强震数据库,采用ANSYS分析软件、ANSYS-APDL语言和弯矩曲率关系计算程序,建立了高速铁路桥梁全桥模型,考虑了轨道不平顺的影响,计算了近/远断层地震作用下桥梁的弹塑性地震响应。研究结论:(1)相比于远断层地震以及非脉冲型地震,方向脉冲型近断层地震对短周期结构地震响应影响较大,会增加桥梁位移及内力响应,其滞回特性表现出荷载-变形曲线中间加强的特点,会增加桥梁的结构和非结构损伤;(2)由于近断层地震较大的竖向地震动会改变桥墩轴力,导致梁体竖向挠度比远断层地震增加较多,《铁路工程抗震设计规范》(GB 50111—2006)等规范规定竖向地震为横向的65%,会低估梁体竖向动力响应;(3)本文研究成果可以为高速铁路桥梁抗震设计提供参考,也为今后相关设计规范、标准的修订提供技术支持。

关键词： NGA West强震库方向脉冲效应近断层地震高速铁路桥梁弹塑性响应

高速铁路桥梁支架现浇梁施工工艺及施工要点研究

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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第3期 0160-0163页

作者：邹强中铁十一局集团第五工程有限公司重庆400037

高速铁路桥梁建设中,支架现浇梁施工是一项至关重要的工程环节,直接关系到桥梁的稳定性和安全性。然而,该施工过程存在诸多挑战,如支架设计不合理、模板制作质量不过关、混凝土浇筑技术不到位等问题,导致施工质量参差不齐。本文针对此... 详细信息

高速铁路桥梁建设中,支架现浇梁施工是一项至关重要的工程环节,直接关系到桥梁的稳定性和安全性。然而,该施工过程存在诸多挑战,如支架设计不合理、模板制作质量不过关、混凝土浇筑技术不到位等问题,导致施工质量参差不齐。本文针对此问题提出了一系列解决策略,包括支架设计与施工要点的详细介绍、模板制作与安装技术要求的阐述以及混凝土浇筑与养护的重要性强调。通过本文提出的施工策略和要点,旨在指导工程人员合理规划支架设计、制作模板、施工浇筑等环节,确保高速铁路桥梁支架现浇梁施工的顺利进行,最终实现桥梁的安全可靠性和长期稳定性。

关键词：高速铁路桥梁支架现浇梁施工工艺施工要点