考虑作业工况的架桥机主梁损伤识别研究

为防止架桥机主梁损伤诱发安全事故,进行作业工况下架桥机主梁损伤识别研究。以SXJ900/32型架桥机为研究对象,基于其架梁作业过程中主梁支承随时变化的现状,根据变形协调条件推导SXJ900/32型架桥机简化模型的力法方程;利用虚功原理求解结构挠度影响线的函数解析式,探求主梁支点存在高差情况下,基于挠度影响线曲率曲线的主梁损伤识别技术,并通过架桥机有限元模型仿真模拟进行验证分析。结果表明:利用架桥机主梁上测点的挠度影响线曲率曲线,可识别架桥机主梁的单点和多点损伤,但损伤处与测点的相对位置关系对损伤识别效果具有一定影响,结合2个测点的挠度影响线曲率曲线可取得最优识别效果;此外,利用挠度影响线曲率曲线不仅可识别损伤位置,还可较准确地量化判断损伤程度。     

结合桥梁梁端转角响应的损伤识别研究

基于桥梁转角响应易于获取的特点及桥梁影响线的准静态优势,以桥梁实际影响线精准提取前期研究为基础,提出一种结合桥梁梁端转角响应的损伤识别方法。针对梁式桥,结合实际转角影响线构建损伤定位指标,通过定位指标曲线局部峰值确定损伤位置。依此建立包含损伤信息的基函数,对实际转角影响线进行最小二乘拟合识别曲线系数,实现损伤定量。开展车辆过桥数值仿真研究,在20 m长简支梁模型上设置不同损伤工况,模拟二轴车过桥所致转角响应,考虑行车速度、路面平整度和测试噪声等因素影响,以此进行转角影响线的提取及损伤识别。结果表明,同等情况下损伤程度越大,识别结果偏差越小;相较2处损伤,单处损伤的定位更加准确。开展损伤识别模型试验,在5 m长试验梁不同位置处设置2处损伤,进一步进行损伤定位及定量研究。识别试验梁的损伤位置分别为2.09 m和3.05 m,损伤程度分别为0.31和0.47,均与实际值较为接近。上述研究表明：所构建的未损基函数及损伤基函数包含梁结构完整及损伤特征,结合当前状态下梁端转角响应可实现桥梁的损伤识别;损伤识别结果具备较高精度,可为直接利用梁端转角数据进行桥梁的损伤定位定量提供参考。     

刚性接触网悬挂结构刚度识别方法

接触网-受电弓系统是列车运行驱动力的来源.相比于柔性接触网,刚性接触网因其净空低、坚固耐用、抗风性好等优点一直是当前研究的热点.针对刚性接触网悬挂结构的传统建模方法是将其等效成弹簧结构,并根据能量守恒对其刚度进行等效.基于此,提出一种基于遗传算法的利用刚性接触网的实验模态信息识别建模参数的新方法,建立刚性接触网仿真模型新的验证和修改方法,设计若干常见工况对本方法的可行性进行验证.研究结果表明:本方法因其对结构刚度的敏感性,不仅可识别刚性接触网悬挂结构刚度,而且当悬挂结构损伤时,能够识别到悬挂结构弹簧的损伤位置和实际有效刚度值.经验证在常见工况下,该方法识别到刚度值的平均相对误差低于5％.     

基于连续小波变换的转向架构架工作模态分析

以某型地铁车辆转向架构架为研究对象,利用连续小波变换和奇异值分解的方法对运营状态下转向架构架的模态参数进行了识别。结果表明,识别的模态参数与有限元计算结果一致。     

孟买地铁1号线车辆转向架构架强度分析

文章介绍了轻量化构架的结构设计特点,建立了构架的有限元模型,根据标准UIC 615-4对孟买地铁1号线车辆转向架构架采用ANSYS求解各工况下的应力值,对于不同的运用工况,分别进行静强度及疲劳强度分析,并对其进行了静强度与疲劳强度试验校核。     

低周反复荷载作用下钢-混凝土组合梁的延性

通过对23根竖向低周反复荷载作用下钢-混凝土简支和连续组合梁进行了研究,根据试验结果计算了钢-混凝土组合梁在低周竖向反复荷载作用下的延性,从而分析不同剪力连接度、不同力比和不同横向钢筋配筋率对钢-混凝土组合梁延性的影响,将低周反复荷载作用下组合梁延性与单调荷载作用下组合梁延性的计算结果进行了对比.     

大跨多线高速铁路钢桁拱桥车——桥振动安全预警研究

基于南京大胜关长江大桥健康监测系统,对高速列车行车工况下大跨多线铁路桥梁的振动响应进行在线识别。根据大跨多线铁路桥振动加速度幅值会在1个或多个车速点存在明显峰值的特征,提出基于小波包分解法和区间估计理论的车—桥振动安全预警方法。依据不同行车工况下桥梁振动加速度响应幅值、高速列车车速的相关性,采用小波包分解法提取反映桥梁结构振动加速度幅值随车速变化的桥梁加速度幅值在列车车速坐标上的中值线;采用区间估计理论,得到反映桥梁运营过程中桥上列车载客量和轨道不平顺状况等随机因素对车—桥振动影响的桥梁加速度幅值围绕中值线的波动区间;最终基于加速度幅值—车速中值线和加速度幅值波动区间,实现运营中大跨多线高速铁路钢桁拱桥车—桥振动性能的安全预警。     

接触网波速的仿真识别及试验验证

针对连续介质振动体上的弹性波,提出由时空坐标下仿真位移等值线图识别波速的方法,并利用欧拉梁波速的理论计算和仿真识别结果对该方法的有效性进行验证,表明位移等值线图能够识别弹性波的波速,可将其应用于接触网波速的识别。以某3跨接触网为例,由仿真位移等值线图得到其波速,再采用摄影测量设备进行多工况下波速测量试验,验证提出的波速识别方法的准确性,并将实测波速与基于欧拉梁或弦理论、视整体接触网为单根接触线时得到的理论波速进行对比分析。结果表明:基于仿真位移等值线图识别接触网波速的方法是可行的,识别精度在2%以内;接触网的实测波速约为139.98m·s~(-1),而基于欧拉梁或弦理论、用单根接触线的波速近似接触网波速时偏大13.23%;提出的波速识别方法能够为接触网的结构参数设计提供简洁、有效的验证手段。     

基于模态参数的工程结构损伤识别方法

介绍了结构故障诊断的技术手段以及应用振动诊断进行结构损伤识别的研究现状。应用有限元程序进行模态分析和频响分析,得到在不同损伤度的条件下轮对局部模态频率和振幅幅值的变化趋势。提出基于频率移动和模态振型变化来判断结构损伤。     

斜拉桥主梁损伤对车激索力响应的影响研究

以斜拉桥的损伤识别为目的,提出了一种索力比指标,研究了斜拉桥在车辆荷载激励下,主梁发生损伤时斜拉索索力比指标的变化规律。以实验室独塔斜拉桥试验模型为研究对象,基于ANSYS建立其空间板壳有限元模型,以单元刚度的折减模拟主梁损伤,对主梁在不同位置损伤、不同程度损伤两类工况下,车辆荷载激励下斜拉索的索力比指标变化进行了数值仿真。结果表明:车辆荷载激励下,斜拉索的索力比指标与主梁的损伤位置和损伤程度存在一定的对应关系。为后续基于车辆荷载激励下的索力响应指标识别斜拉桥损伤方法的研究提供了重要的参考,具有一定的理论意义。     

基于支持向量机的静力损伤识别方法

针对使用静力测试数据进行桥梁结构损伤识别时容易出现误判的问题,基于支持向量机理论,提出1种新的静力损伤识别方法。将损伤识别过程分为损伤发生识别、损伤位置识别和损伤程度识别3个步骤。使用理论计算结果与测试数据比较的方法判断损伤是否发生,采用C-支持向量机分类算法进行损伤位置识别,利用ε-支持向量机回归算法进行损伤程度识别。将该方法与优化识别方法同时运用于1个连续梁试验中。试验结果表明:与优化识别方法相比,支持向量机方法通过分开求解损伤位置和程度,并先进行结构有限元分析,然后再使用支持向量机进行识别,将这2个过程解耦,从而降低了问题的难度,不仅能够正确地识别损伤出现的位置,而且能够得到与实际相符的损伤程度识别结果,并且具有较好的推广能力和较强的抗噪声能力,能够很好地对桥梁静力损伤进行识别。     

基于广义柔度曲率信息熵的板式轨道脱空损伤识别

板式轨道填充层作为轨道结构关键部位,在高频列车荷载和环境共同作用下出现脱空损伤,引起脱空位置轨道结构刚度改变。为有效检测板式轨道的轨道板脱空情况,采用数值仿真分析得到无砟轨道模态信息,利用轨道脱空区域广义柔度曲率局部峰值进行轨道脱空损伤识别。结合广义柔度、均匀荷载面(Uniform load surface, ULS)、曲率和局部信息熵,提出可定位损伤的ULS曲率信息熵,并在CRTS III板式轨道上进行验证。研究结果表明：广义柔度曲率利用轨道脱空前后模态信息计算轨道脱空损伤曲率差,能够有效定位脱空位置;ULS曲率信息熵表征值只需要轨道的一阶模态信息便能够有效地反映轨道脱空位置及面积,且克服了广义柔度曲率需要健康模态信息的不足;轨道对称位置上相同面积脱空的ULS曲率信息熵值相同;ULS曲率信息熵值与脱空面积和厚度成正相关关系;ULS曲率信息熵表征值具有较好的损伤识别敏感性,能够识别小于单个测点布置面积的0.1 m×0.1 m小面积脱空,并且对轨道板边脱空识别敏感性高于轨道板中脱空识别敏感性。     

基于地铁环境模拟(SES)的区间火灾工况通风模式研究

为确定存在折返线的复杂区间在火灾工况下的风机运行模式,采用地铁环境模拟(SES)软件,对此类区间在火灾工况下的风机运行模式进行了模拟,对同一区间不同风机配置情况以及风机串联、并联运行等多种模式的合理性进行了分析.结果表明:将隧道风机设置在折返线端部,发生火灾时依靠相邻车站开启隧道风机即可满足着火点所需风速的要求,并有多种通风排烟模式可以利用.     

车桥耦合作用下简支钢梁桥时变动力特性试验研究

为研究车-桥耦合作用下简支钢梁桥动力特性的时变规律,设计弹簧小车-简支钢梁桥模型试验,通过一系列静载与动载测试工况,利用监测的振动响应数据,得到不同车体质量、运行速度下简支钢梁桥的跨中动挠度、动力放大系数等参数的变化情况;并对简支钢梁桥在环境激励、跑车激励下的模态参数进行识别,分析其时变规律.试验结果表明:无论是跑车激励工况还是基于短时时不变工况,简支钢梁桥的跨中动挠度、动力放大系数分别随着车重、速度增加而增大;简支钢梁桥的一阶频率成半正弦时程性变化,频率最大下降53％;车辆作用下简支钢梁桥阻尼比无明显规律性变化,但变化值都比环境激励下简支钢梁桥的值要大.     

秦沈客运专线300km/h综合试验段轨道不平顺管理标准建议值的研究

采用计算机仿真软件对车辆在直线、曲线等工况下分别改变速度、轨道不平顺幅值、波长等参数 ,得到多种组合条件下的计算机仿真分析数据 ,并结合国内外有关试验数据、标准 ,提出秦沈客运专线综合试验段轨道不平顺管理标准建议值     

钢-混凝土组合梁在简谐荷载下的动力响应试验研究

为了研究钢-混凝土组合梁在强迫振动下的动力响应,以剪力连接度为参数,设3片钢-混凝土组合箱梁,进行了不同静载分量、加载幅值和频率的简谐荷载下的动力试验研究,得到了跨中动挠度、跨中加速度和结合面滑移随剪力连接度及简谐荷载特性的变化规律。试验结果表明:组合梁结合面的滑移均值和幅值、跨中加速度、以及跨中动挠度时程在简谐荷载下均表现为随时间变化的波动形式,且均随剪力连接度的降低而增大;组合梁跨中动挠度和结合面滑移均值主要受静态荷载分量影响,滑移幅值主要受加载幅值影响,而跨中加速度则受荷载频率和荷载幅值的影响较大。     

栓钉式钢-混凝土组合梁疲劳刚度退化研究

为了研究疲劳荷载作用下栓钉式钢-混凝土组合梁疲劳刚度的退化规律与影响因素,提出了改进的组合梁疲劳变形计算方法,并基于此结合疲劳刚度定义式与刚度退化函数,对组合梁疲劳刚度退化规律进行分析,探究抗剪连接度与荷载幅值对组合梁疲劳刚度的影响规律.结果表明:论文提出的组合梁疲劳变形计算方法与试验结果吻合较好,最大误差在12％以内...     

高速动车组制动夹钳结构振动失效模式及机理研究

利用线性动力学分析方法,获得了随机振动工况下高速动车组制动夹钳结构的应力响应分布并识别了失效风险位置.通过对失效风险位置进行应力功率谱分析,并结合线性累积损伤理论,预测了制动夹钳的失效模式.设计了相应的增强幅值随机振动破坏性实物试验,加速暴露了制动夹钳的结构失效,验证了理论分析结论的正确性,并进一步分析了结构失效机理.     

质量与安全决定黄土高边坡稳定性安全系数的取值

结合晋中南铁路工程实例,运用规范推荐的多种计算方法,对一般工况和地震工况下的黄土高边坡进行分析比较,最终提出不同边坡高度在不同工况下安全系数和坡率的建议值。     

基于粒子群优化支持向量机的斜拉桥主梁损伤识别研究

为了能够更加准确地判断结构损伤位置和程度,本文提出了基于粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)方法对斜拉桥主梁进行损伤识别的新方法。该方法以最敏感索张力指标作为损伤识别指标,利用粒子群(PSO)算法寻找支持向量机(SVM)最优参数,建立SVM预测模型,以不同位置、不同损伤程度下最敏感索的张力指标作为SVM的训练和测试输入,由SVM的输出确定损伤位置。通过对实验室的模型斜拉桥的主梁损伤进行了仿真验证,结果表明:采用PSO算法很好地解决了采用SVM方法进行损伤识别时的参数选择随机性难题,实现了对SVM模型参数的自动优化,基于PSO-SVM的损伤识别方法对斜拉桥主梁不同程度的损伤均有很高的识别率。