复杂条件下车-轨-桥变形映射关系及行车安全评价

以京沪高铁32m简支梁桥-CRTSⅡ型无砟轨道结构为背景,构建含接触非线性、联结失效长时影响以及变形传递机制的桥梁-轨道变形映射通用解析模型,结合京沪高铁某区段轨道高低不平顺实测数据,验证映射通用模型的准确性和有效性;刻画350km·h~(-1)速度等级下车辆动力特性指标变化量与钢轨变形对里程各阶导数的对比拟合相关性,揭示桥墩沉降以及徐变上拱等典型桥梁附加变形与行车安全的动态映射关系;最后探讨层间联结失效对桥梁附加变形阈值的影响,提出基于桥梁附加变形的多指标桥上行车安全评价准则。研究结果表明:变形映射解析模型能更好地刻画层间界面状态演变对映射路径和变形协调效应的时序影响规律,可供列车-基础结构动力耦合系统使用,大幅降低了计算分析规模;基于动态映射关系和车辆动力学评价指标,提出了桥梁服役安全阈值,桥墩沉降为22.6mm,梁端转角为0.092%rad,梁体错台为7.8mm,徐变上拱为17.2mm;层间联结失效对桥梁变形阈值有显著影响,计算时不可忽略。研究成果为实现高铁桥梁安全运营以及行车安全智能化评价提供了理论支撑。