既有提梁机结构损伤识别方法研究

研究目的:针对大吨位提梁机表面锈蚀、焊缝或板材裂纹等结构损伤不易检测识别,极易引发安全事故这一问题,结合提梁机结构特点,本文利用ANSYS软件建立有限元模型,进行不同结构部位、不同损伤程度的仿真分析,研究结构损伤对结构动力特性和主梁挠度的影响规律,以探求提梁机结构损伤识别方法。研究结论:(1)利用动力特性的变化可以识别结构损伤的发生,但不能确定损伤位置;(2)提梁机结构型式的不同导致其振动模态发生变化,针对不同结构型式的提梁机,结构损伤引起的频率变化敏感阶次不同;(3)通过观察主梁挠度变化曲线可以识别主梁结构损伤,且能够确定单点损伤或多点损伤的损伤位置;(4)该研究成果可为既有提梁机的结构检测和状态评估提供理论参考。     

基于广义柔度曲率矩阵对角指标梁桥结构损伤识别研究

为了构造梁桥结构损伤识别指标,基于广义柔度曲率矩阵,对广义柔度矩阵元素按行列两次差分得到广义柔度矩阵曲率,分别取损伤前后广义柔度矩阵曲率的对角线元素构建广义柔度曲率矩阵对角指标;再对广义柔度曲率矩阵列元素分别求1-范数和2-范数,分别将损伤前后矩阵列范数向量相减得到另外2个损伤识别指标,从而构造出3个新的损伤指标。采用简支梁算例对比验证这3个指标,进一步通过2种不同截面简支梁的损伤对比,分析新构造的广义柔度曲率矩阵对角指标的敏感性和适用性。最后,参考某连续刚构桥检测资料及其修正后的基准模型,应用新构造的广义柔度曲率矩阵对角指标,进行梁桥结构损伤识别数值模拟和验证分析。研究结果表明：3个新指标均能够识别出单损伤和多损伤工况的损伤位置和损伤程度。综合比较,广义柔度曲率矩阵对角指标效果最好;对于变截面梁桥损伤识别,广义柔度曲率矩阵对角指标有很好且稳定的识别效果;且广义柔度曲率矩阵对角指标能识别测点间部分损伤。归一方法对广义柔度曲率矩阵对角指标的损伤程度识别有轻微影响。结合广义柔度曲率矩阵对角指标和损伤程度计算,可以准确识别三跨连续刚构桥主梁损伤位置和损伤程度。     

JQ900B型箱梁桥机、YL900型轮胎式运梁车拼装方案及作业细则

1拼装设备1.1 JQ900B型箱梁架桥机JQ900B型箱梁架桥机主要用于高速铁路900 t级32 m及以下跨度箱梁的架设,可架设32、24、20 m等跨箱梁及其中任意跨度组合的变跨箱梁.JQ900B型箱梁架桥机为龙门式双主梁三支腿结构,主要由一、二号起重小车和机臂、一号柱、二号柱、三号柱、液压系统、电气控制系统等组成.主要技术参数架设梁型:32、24、20 m双线等跨箱梁及变跨箱梁;额定起重量900t,最小架设曲线半径:2 500m;适应最大纵坡:20‰;架桥机整机工作级别A3;工作状态风压 ＜ 250 N/m2;非工作状态风压 ＜ 750 N/m2;架桥机过孔走行速度0.1～3m/min;一号柱伸缩柱伸缩量下部1.1 m,上部1.62 m;起重小车起升高度7.5 m/(横移量±250 mm);工作状态外形尺寸(长×宽×高) 73 130 mm×17400mm×12638 mm;小解体驮运状态外形尺寸72 mm×11 mm×8.19 m;整机重量540 t,整机配电功率:280 kW;理论架梁速度:1孔/4h,配用运梁车YL900型轮胎式运梁车.     

JQ900B型箱梁架桥机、YL900型轮胎式运梁车拼装方案及作业细则

正1拼装设备1.1JQ900B型箱梁架桥机JQ900B型箱梁架桥机主要用于高速铁路900t级32m及以下跨度箱梁的架设,可架设32、24、20m等跨箱梁及其中任意跨度组合的变跨箱梁。JQ900B型箱梁架桥机为龙门式双主梁三支腿结构,主要由一、二号起重小车和机臂、一号柱、二号柱、三号柱、液压系统、电气控制系统等组成。     

客运专线900t整机过隧道箱梁架桥机研究

SSJ900/32整机过隧道箱梁架桥机是为了整机不解体过隧道进行架梁作业而研制的900 t双线整孔箱梁架设设备。架桥机采用2孔连续双导梁和门式桁车的结构形式,作业程序简洁,变跨方便,能不解体自行或运梁车驮运过隧道。介绍架桥机的基本结构和作业程序,对国产大吨位架桥机的研制具有重要的参考价值。     

基于全息挠曲线的钢桁-混凝土组合梁损伤识别

开展钢桁-混凝土组合梁无损及多种有损工况下的试验研究,对桥梁损伤进行有效识别与判断。首先利用视觉测量装置获取沿跨度范围内不同荷载作用下组合梁的全息挠曲线;然后通过数据重构得到各截面的挠度影响线,构造Hankel矩阵并进行奇异值分解;最后利用奇异值斜率峰值与斜率变化率突变点识别指标进行多种损伤工况的识别判断。结果表明:基于全息挠曲线的损伤识别方法对不同损伤工况的识别结果与试验加载前人为设计的损伤情况大致相同,该方法能有效识别结构的损伤位置与程度。     

JQX900型导梁式架桥机隧道口架设24m双线整孔箱梁施工工序及成本分析

JQX900型下导梁式过隧道型架桥机主要用于200～350km铁路客运专线20m、24m、32m双线整孔预应力箱形混凝土梁的架设。在石太客运专线Z9标段，该架桥机经32—24m变跨作业，通过运梁车驮运实现桥间短途运输，并在穿越双线隧道后，于隧道口成功架设了3×24m双线整孔箱梁。此文从JQX900型架桥机隧道口架梁的施工工序入手，针对各单项工序进行了成本分析，以期为同类工程积累施工造价资料。     

架桥机结构动力学建模与动态特性分析

研究目的:通过合理简化和理论推导,建立架桥机典型工况的动力学模型,分析架桥机动态特性,为改善架桥机的动力学性能和结构优化设计提供理论依据,为开发动态性能优良、重量轻、成本低的架桥机提供服务。研究结论:在分析JQ900系列架桥机作业工序和有限元计算的基础上,针对架桥机作业过程中的危险工况,建立架桥机的动力学模型,通过用接触有限元法对轮胎支撑刚度的有限元计算模拟和能量法,简化动力学模型,得到了架桥机固有频率计算公式和相应的振型,并与有限元计算结果进行了比较,验证了动力学模型,为架桥机主梁结构的动态优化设计提供了理论依据。     

JQ900型架桥机架设技术

京津城际铁路主要梁型为32、24、20 m双线整孔铁路箱梁,采用集中预制、架桥机架设的施工方法,其中32 m箱梁重达900 t。简要介绍JQ900型下导梁架桥机的技术特点和技术参数,在京津城际铁路项目中应用JQ900型下导梁架桥机架设900 t箱梁的施工技术。     

TLJ900型架桥机主结构的载荷工况分析研究

以TLJ900型高速铁路架桥机为例,重点研究分析了架桥机主金属结构部分的载荷工况和计算方法,针对架桥机的主梁、前后支腿等主结构在最不利载荷工况下的计算模型,以及整机的倾覆稳定性进行了分析研究。以期为类似高速铁路架桥机设备在结构设计计算方面提供一些有价值的参考。     

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。     

基于桥梁动力响应差和提升小波变换识别梁桥损伤

基于损伤桥梁在移动车辆荷载下的动态响应特点以及提升小波变换在奇异性检测方面的优越性能,提出了对不同大小移动车辆荷载作用下的单点桥梁加速度响应差值进行提升小波变换,通过提升小波系数峰值识别桥梁损伤的不依赖无损模型的损伤检测方法。数值分析表明,该方法可以有效识别不同程度、不同位置和多处桥梁损伤。其次,讨论了不同测点位置、荷载速度、噪声水平对损伤识别效果的影响,表明该方法具有较好的抗噪性;测点距离损伤位置越近,损伤识别效果越好;当荷载速度过大时,损伤信息易被淹没,损伤效果变差。     

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。     

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。     

基于正交试验的提梁机运行参数对其结构安全影响分析

为明确在役提梁机的作业状态对其结构安全的影响,以MT900型提梁机为例,结合其作业过程选取走行轨道的支点高差、支点横向偏差、支点纵向偏差和起升荷载冲击系数4个运行参数作为研究提梁机结构安全的影响因素,以这些参数对主梁应力、支腿应力和主梁跨中挠度等的影响程度为试验目标,基于正交试验设计进行相关数值模拟试验,利用极差分析研究各运行参数对结构应力和挠度影响程度的主次顺序,进而研究影响显著因素对提梁机主梁和支腿应力及主梁跨中挠度的影响规律。结果表明:4个运行参数对主梁应力、支腿应力和主梁跨中挠度均有影响,但对支腿应力的影响最为明显;对主梁应力的影响程度从大到小依次为支点纵向偏差、冲击系数、支点高差、支点横向偏差;对支腿应力的影响程度从大到小依次为支点纵向偏差、冲击系数、支点横向偏差、支点高差;对主梁跨中挠度的影响程度从大到小依次为支点高差、冲击系数、支点横向偏差、支点纵向偏差;支点纵向偏差和支点横向偏差是影响提梁机支腿结构安全的主要因素,且这2种偏差与支腿应力基本呈线性关系。     

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。     

高铁架桥机桥上整体调头关键技术及应用研究

为解决高铁架梁过程中架桥机调头作业的施工难题,摆脱施工的不利条件,提高作业效率,在综合分析不同调头方式的特点及影响因素的基础上,重点论述SPJ900架桥机桥上整体调头新技术的实施方案、技术要点和作业流程。针对SPJ900架桥机桥上调头施工作业需求,开发可重复利用的整体调头回转装置,形成完整的整机桥上回转掉头关键技术及工艺流程。此项技术提高了架桥机调头工作效率和作业安全性,降低了施工成本和劳动强度。     

ZQL32／64型造桥机总体结构及其计算模型的建立

详细介绍ZQL32/64型中跨连续梁造桥机主要结构计算模型的建立,即主梁和导梁内力的计算方法.主要结构计算模型包括主梁在施工荷载下的内力计算模型,主梁在导梁大悬臂工况下的内力计算模型,导梁各杆件内力计算模型,导梁挠度计算模型,导梁在大悬臂工况下的整体稳定性计算模型.该结构计算保证了ZQL32/64型中跨连续梁造桥机使用的安全可靠性.     

基于云模型相似性度量的结构不确定性损伤识别

测量噪声、建模误差等不确定性因素会影响损伤识别结果,甚至导致损伤误判的问题。为此,提出基于频响函数和云模型相似性度量的不确定性损伤识别方法。首先基于多次重复测量数据,根据频响函数理论计算结构损伤前后各单元的损伤系数,采用损伤前后云模型期望曲线的相似程度来构造损伤位置识别指标,识别结构的损伤位置。其次,利用单元损伤前后的云模型数字特征变化量来构造损伤程度指标,确定损伤单元的损伤程度。以23杆桁架结构数值算例验证该方法的可行性及可靠性,探讨原始样本个数、噪声程度对识别结果的影响,并研究在无健康工况数据条件下所提方法的识别效果。研究结果表明：与传统的云模型相似性度量方法中的夹角余弦法相比,所提算法可以更好地处理损伤识别过程中的不确定性问题,且仅需少量样本即可准确识别出单元的损伤位置及损伤程度,具有一定的工程应用价值。     

基于模态分析技术的大跨度斜拉桥主梁损伤识别

根据模态曲率的概念,构造结构损伤指标。采用有限元方法,对1座设定主梁不同位置发生损伤的大跨度预应力混凝土斜拉桥进行动力特性分析,利用构造的结构损伤指标对结构损伤进行识别研究。结果表明:结构损伤指标对结构损伤的识别精度与参与计算的模态振型及节点间距有关。应选择在损伤位置振幅较大的模态振型,而避免平衡位置处于损伤位置或附近的模态振型。该方法对结构的早期损伤可进行定性判断,结构损伤指标随结构的早期损伤程度的增大而增大,且增长幅度逐渐变小,当结构损伤达到一定程度后,损伤指标不再增大,而在渐近线附近波动。节点间距在一定范围内增大时,不影响损伤位置的识别,甚至可以确定损伤程度,但可能会反映不出损伤对其临近区域的影响;节点间距过大,可能发生漏判。