在役钢筋混凝土拱桥时变可靠度分析

结合现行桥涵设计规范及钢筋混凝土拱桥的受力特点,给出钢筋混凝土拱桥"安全-中介-失效"三级工作模式的相应概率.基于时变可靠度理论,将随机有限元、神经网络和蒙特卡罗法结合,提出评估在役桥梁结构可靠度的FNM法,即,用随机有限无法计算训练样本,再用神经网络扩展训练样本,然后通过蒙特卡罗法计算失效概率和损伤概率,得到结构的时变可靠度,以判断结构的工作状态.对1座建成8年、主跨为80m的钢筋混凝土拱桥进行时变可靠度分析.结果表明:该桥主拱在第8年时,已进入虽有损伤但仍能工作的中介状态,需要维修加固.这一结论与实际情况相符.     

行波效应对大跨钢桁拱桥地震易损性的影响

以某主跨长为490 m的大跨有推力上承式钢桁拱桥为研究对象,分别采用一致激励与行波激励2种激励模式,基于能力需求比模型与增量动力分析,建立拱上立柱及拱肋弦杆典型构件易损性曲线及概率差值曲线,分析行波效应对该桥地震易损性的影响。结果表明:2种激励模式下,拱顶区域与拱上立柱相交处的上弦杆、拱顶短立柱均为易损构件;与一致激励相比,行波激励下拱肋上弦杆易损构件总数量由10个增至22个,即内、外侧上弦杆数量分别由8和2个增至13和9个;行波激励下拱肋1/4和3/4附近区域的上弦杆也变为易损构件;行波效应对拱顶区域上弦杆易损构件的中等损伤超越概率影响显著,一致激励下的分析会明显低估响应结果;拱桥在峰值加速度0.5g的罕遇地震行波激励下,中等损伤超越概率仅为3%,拱肋弦杆基本保持在弹性或处于轻微损伤状态。     

基于模糊失效准则的桥梁易损性分析方法

目前,大多数易损性分析方法采用的损伤等级的取值都是确定的,然而,在实际的工程中,结构损伤域的边界不明确,具有一定的模糊性。为此,本文在传统易损性分析的基础上,结合模糊数学与传统可靠度计算方法,考虑模糊准则下的结构易损性。并以一座单塔斜拉桥为例,建立结构的概率地震需求模型,分析考虑模糊准则与不考虑模糊准则2种情况下,4个关键部位的易损性曲线。研究结果表明:在考虑模糊准则与不考虑模糊准则2种情况下的结构的地震易损概率明显不同,因而,有必要在地震风险评估中考虑模糊失效准则的影响。     

梁端碰撞效应对大跨高墩连续刚构桥易损性影响

西部山区连续刚构桥的主桥常常是高墩大跨,主桥与桥台或引桥的纵向刚度差异较大,导致在地震作用下,主桥与其两端的引桥(台)的动力响应不同步,从而发生梁端碰撞。以某大跨高墩连续刚构桥梁为背景,基于OpenSees平台建立其非线性有限元模型,选取100条实测随机地震动,引入拉丁超立方抽样、云图法以及概率地震需求模型基本理论,考虑梁端可能的碰撞作用,计算桥梁主要构件的地震易损性曲线,选用串联模型进行桥梁系统易损性分析,研究桥梁梁端碰撞效应对桥梁易损性的影响。研究结果表明:梁端碰撞作用对桥梁结构不同构件有不同的影响,考虑碰撞效应可以降低桥梁系统的损伤概率。     

基于概率密度演化的斜拉索多级变幅时变疲劳可靠度分析

拉索是斜拉桥的主要受力构件,在车辆、风等交变荷载作用下易发生多级变幅疲劳损伤,而经典可靠度方法预测多级变幅时变疲劳可靠度难度大且计算效率低。针对这一问题,提出一种高效的多级变幅斜拉索时变疲劳可靠度预测方法。基于Miner累积损伤理论,建立同时考虑荷载和材料随机性的变幅疲劳损伤概率演化模型;构建应力幅出现频率指标,解决多级变幅疲劳损伤演化过程中偏微分方程难以确定问题,通过概率密度演化方法精确计算多级变幅时变疲劳可靠度,并采用五级变幅材料试验数据和某桥梁斜拉索的模拟数据验证所提方法的可行性。结果表明:所提方法的计算效率远高于蒙特卡洛方法;在小概率失效时,其计算精度高于蒙特卡洛方法。     

基于阻尼参数的高速铁路连续梁桥地震损伤概率影响分析

为研究阻尼参数对高速铁路连续梁桥地震易损性的影响,以一座(32+48+32) m高速铁路连续梁桥为研究背景,借助大型开源程序Open Sees建立了数值模型,并应用基于可靠度理论的概率解析易损性函数表达式获得地震易损性曲线(面),探讨阻尼器参数对桥梁地震易损性的影响。研究结果表明:(1)设置阻尼器使桥梁受力更为合理,可进一步提高桥梁抗震性能;(2)阻尼系数的提高及阻尼指数的降低均使得桥梁固定墩曲率及活动支座位移减小,进而降低固定墩和活动支座在地震作用下的损伤概率。     

钢筋混凝土桥梁疲劳时变可靠度分析

考虑钢筋疲劳强度随时间变化,提出疲劳强度时变模型.在此基础上对钢筋混凝土桥梁进行疲劳可靠度分析.基于混凝土碳化模型和钢筋锈蚀深度公式推导钢筋截面面积随时间变化公式.根据试验数据,提出S-N曲线中疲劳强度系数下降的疲劳强度时变模型.基于钢筋截面面积和疲劳强度时变,运用极限损伤度法和改进的一次二阶矩法,求解失效概率与疲劳可靠指标,然后根据选定的目标可靠指标获得桥梁的剩余寿命.算例表明:考虑和不考虑钢筋截面面积随时间的变化,对钢筋混凝土桥梁疲劳时变可靠度计算的影响较大;在桥梁的钢筋锈蚀到一定程度后,考虑和不考虑钢筋疲劳强度随时间的变化,对钢筋混凝土桥梁疲劳时变可靠度计算有明显的影响.     

基于动态贝叶斯网络的CTCS3-300T列控车载系统运行可靠性及可用性评估

考虑运行过程、多状态性、动态失效及恢复机制等问题,基于动态贝叶斯网络对CTCS3-300T车载系统运行可靠性及可用性进行评估。在分析300T车载系统结构及可靠性框图的基础上,结合系统运行过程,实现动态贝叶斯网络的结构学习和参数学习。动态贝叶斯网络推理结果表明:300T车载系统具有高运行可靠度和可用度,系统失效后,能通过切换冗余开关迅速恢复系统功能;为提高系统可靠性和可用性,对系统功能模块的重要度顺序和导致系统失效的敏感性元件顺序进行了研究。研究结果表明:在系统运行阶段,对主系统和备系统进行定期切换,能有效提高运行可靠度;备用动车组可有效提高运行可用度。最后,通过中国铁路某集团有限公司300T车载系统现场维护数据验证本文分析结果的准确性和有效性。     

CRH3型动车组辅助供电系统可靠性分析

根据CRH3型动车组辅助供电系统结构及运行特点,结合图论建立系统可靠性网络图模型,随之将系统可用度计算转化为网络图模型连通概率计算。在考虑部件停工相关性及可维修的前提下,分别用蒙特卡罗模拟-元胞自动机(MCS-CA)算法及融入最小二乘支持向量机(LS-SVM)的改进算法,结合某CRH3型动车组历史运行故障数据,计算分析系统在不同工作模式下的可靠性,并绘制随时间变化的可靠度与可用度曲线,同时给出不同情况下可靠度与可用度表达式。研究结果表明:改进算法可有效提高计算效率且同时保证结果的准确性;系统部件之间的并联模式及系统冗余设计均可提高系统可靠性。     

基于贝叶斯网络考虑共因失效的高速铁路牵引变电所可靠性分析

运用一种基于故障树的贝叶斯网络分析法,相比于传统的故障树分析法,它能够灵活地表示不确定信息,并能进行不确定性推理。并提出牵引变电所的寿命分布为指数分布,建立牵引变电所电气主接线的贝叶斯网络模型,对于系统二态性特征以及系统可靠度也符合指数分布,故在牵引变电所中选取β因子模型作为共因失效模型,显式分析方法作为共因失效的分析方法。用MATLAB对考虑共因失效的贝叶斯网络进行编程,并绘制相应的可靠度以及瞬时可用度的曲线图,结果表明在考虑共因失效后系统的可靠度有所降低,意味着得出的结果更接近实际。此外,实现牵引变电所定性和定量的评估,计算其可靠性指标,确定系统的薄弱环节。     

桥上无砟轨道结构形式对无缝道岔的影响分析

介绍桥上无缝道岔轨下基础“门”形筋混凝土道床、带限凸台道床板、底座纵连式道岔板5种无砟轨道结构。建立桥上3种无砟轨道结构的无缝道岔模型,提出计算参数,分析3种无砟轨道结构对桥上无缝道岔受力和变形影响,并进行计算。计算结果表明,桥上底座纵连式无砟轨道结构无缝道岔与桥梁的纵向相互作用力较小,是一种受力较为合理的结构形式。     

基于贝叶斯网络的驼峰超速连挂事故分析

针对驼峰超速连挂事故进行分析。分析对事故有重要影响的线路、调速设备和车辆等因素,考虑到贝叶斯网络能较好解决不确定性问题以及可以双向推理的特点,建立驼峰超速连挂事故树,并将其转化成贝叶斯网络,计算顶上事件的发生概率以及基本事件的后验概率。结果表明,超速连挂事故的主要影响因素为线路纵断面、调速设备制动能力以及新型重载车辆三方面。进一步考虑新型重载车辆的共因失效问题,建立贝叶斯共因失效混合网络,计算并分析新型重载车辆对超速连挂事故的影响程度以及对既有驼峰的适应性。     

基于轮廓特征拐点的遮挡车辆分离方法研究

遮挡是智能交通系统中车辆检测、跟踪和识别时较难解决的问题之一.本文主要针对智能交通系统中车辆之间的遮挡,以车辆常用的矩形模板为先验知识,首先对存在车辆遮挡的连通区域提取边缘轮廓,然后获取轮廓上的4类特征拐点,最后采用本文提出的基于轮廓特征拐点的车辆分离算法,将相互遮挡的车辆分离开来,便于后续对车辆的跟踪、匹配等处理.实验结果表明,本文提出的算法具有有效性、可行性和良好的应用前景.     

电力机车防寒设计探讨

分析我国高寒地区机车的运用状况,指出电力机车在低温环境下所面临的问题,并从机车的低温试验、关键部件、相关材料以及防寒加热等方面,提出电力机车防寒设计的技术措施。     

隧道地质超前预报方法的探讨和研究

研究目的:通过隧道地质超前预报,掌握掌子面前方地质信息,为施工单位优化施工方案、安全科学施工、提高施工效率、缩短施工周期等提供依据,为预防隧道塌方、突水、突泥、突气等可能形成的灾害性等事故及时提供信息,具有重大的社会效益和经济效益。研究方法:本文以作者在八盘岭隧道和长梁山隧道地质超前预报的亲身经历为背景,着重介绍了隧道地质超前预报在我国铁路、公路、城市轨道交通等工程的长大隧道施工中的重要作用和研究的重大意义。研究结果:本文系统地分析和归纳总结了隧道地质超前预报的前期准备工作、地质超前预报目的及内容、预报的各种方法、预报成果的输出形式和方式、预报时间安排和过程、探讨和研究的结论等,侧重介绍了地质超前预报的各种方法。研究结论:地质超前预报是隧道施工的一个重要环节,应纳入施工工序,可以指导施工,为隧道施工提供科学依据。     

我国铁路客车空调研究领域急需引入人工神经网络

分析了我国铁路客车空调存在的问题和人工神经网络（ANN）在系统仿真、负荷预测、能量管理、故障诊断、系统辨识控制等方面的优势，综述了ANN在暖通空调（HVAC）中的应用及发展状况，阐述了我国铁路客车空调研究领域引入ANN的必要性和紧迫性。     

日本上越新干线列车脱轨事故探究

日本新县中越地区于2004年10月23日发生里氏6.8级浅层直下型地震,地震引起线路剧烈横向晃动和上下起伏震动,导致列车脱轨。在新干线沿线加大地震早期检测预报系统布设密度,研究新的地震波检测方法以及地震预报技术和装置。研究和试验L型防脱轨护轮轨,并对鱼尾板进行加厚改造。在转向架上安装振动加速度检测仪,提高制动反应速度。在转向架轴箱下面安装反L型车辆导向装置,车辆脱轨后,导向装置会钩住钢轨,防止车辆过远偏离轨道溜逸。用厚钢板包覆桥墩、向桥裂缝灌注树脂和用碳纤维布等方法对桥梁进行加固。通过对列车脱轨事故分析和采取的对策,为我国铁路建设提供参考和借鉴。     

关于欧盟铁路支持政策的研究

研究目的：通过对欧盟经济政策、共同运输政策、铁路运输政策的研究，从欧洲经济一体化过程向经济融合、政治融合和社会融合的发展观点，分析欧盟运输政策，尤其是铁路运输政策对可持续运输发展战略和多种运输模式的协调发展起着关键的作用。随着欧盟的经济政策不断向前发展，特别是欧盟地区政策通过财政援助和建设项目安排，促进成员国地区之间的经济结构调整，加快了经济一体化进程。研究结论：欧盟的共同运输政策旨在消除各种限制，协调各国的运输，而振兴铁路是实现各种运输方式平衡发展的一个关键因素。欧盟有关铁路运输政策基本以立法的形式固定下来，要求各成员国转变为各自的法律形式。多年来，欧盟围绕建立欧洲铁路统一市场的目标，加强了欧盟铁路的通用性，进一步开放了铁路运输市场，努力建立统一的欧洲铁路体系。欧共体铁路主要通过公共预算、私人投资、公路运输收费、外部成本内部化等方式进行融资，从而实现运输业的利益最大化。     

孟买地铁1号线乘客信息系统改进

孟买地铁1号线乘客信息系统在生产及调试过程过中出现了自动广播不稳定,触摸屏触点漂移,多媒体信息画面失真,司机对讲及乘客紧急对讲存在噪声等问题,严重影响服务质量及列车的正常运营。为保证系统的稳定性及可靠性,从系统设备、系统连接器、系统布线等方面进行了改进,改进后的乘客信息系统完全满足要求。     

基于尺度不变特征变换的钢轨蠕变检测研究

针对钢轨现有定点蠕变检测技术的不足,提出一种基于尺度不变特征变换及图像配准的非接触式实时观测方法。通过安装于轨侧观测桩上的相机对待检钢轨进行拍摄,提取图像中轨腰附近预定义的感兴趣区域,而后基于尺度不变特征变换,与同一视场中钢轨未蠕变图像的对应感兴趣区域进行配准,得到定场环境下多关键点在像素坐标系中的轨向及高低位移集。根据相机的内外及畸变参数将像素位移集映射到世界坐标系,对轨向及高低位移集分别求均值,得出钢轨的轨向及高低蠕变量。为验证方法的有效性,搭建试验平台并采用OpenCV开发了仿真系统。研究结果表明:高低和轨向蠕变的相对测量误差均值分别低于0.606%和1.170%。