【摘要】：隨著高速鐵路運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展,高速鐵路工程的研究受到越來越多的重視。其中,高速鐵路橋梁運(yùn)營過程中的安全評(píng)價(jià)與健康監(jiān)測是一個(gè)非常重要的研究課題。列車在高速行駛時(shí)將對(duì)橋梁產(chǎn)生動(dòng)力影響,從而影響橋梁的工作狀態(tài)和壽命。同時(shí),橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)會(huì)影響列車運(yùn)行過程中的舒適性和安全性。隨著高速鐵路系統(tǒng)的不斷發(fā)展,在某些復(fù)雜地勢條件下,高墩高速鐵路橋梁的建設(shè)變得不可避免。這也給橋梁的建設(shè)與健康監(jiān)測帶來了許多工程上的難題。在高速列車荷載作用下,橋梁結(jié)構(gòu)將承受較大的動(dòng)力影響。列車運(yùn)行速度是影響橋梁動(dòng)力響應(yīng)的重要因素,動(dòng)力響應(yīng)將隨著速度的增加而變大;另外,在服役和運(yùn)行過程中,橋梁結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生損傷,這就會(huì)直接影響橋梁的使用壽命以及列車的運(yùn)營安全性和舒適性。針對(duì)高墩高鐵橋梁進(jìn)行動(dòng)力分析與開展健康監(jiān)測系統(tǒng)研究是盡早發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)損壞的重要手段,通過系統(tǒng)早期診斷橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài),及時(shí)提出維修方案,將保證高鐵橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)行的安全性,同時(shí)延長橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。所以,針對(duì)高墩高鐵橋梁在不同速度高速列車作用下的動(dòng)力行為與運(yùn)行過程中的健康監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)化布置問題進(jìn)行研究具有重要意義。本文主要分析了列車在120 km/h,180 km/h,240 km/h,300 km/h速度下高墩橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)�；跁r(shí)程分析方法,運(yùn)用邁達(dá)斯有限元軟件對(duì)不同列車速度荷載作用下的高墩橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模,并進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析。根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析結(jié)果,依據(jù)經(jīng)濟(jì)實(shí)效、簡便易行的原則對(duì)高墩高鐵橋梁的健康監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),主要是豎向加速度感器和豎向應(yīng)變傳感器數(shù)量和位置的優(yōu)化。通過上述研究,可以得到的主要結(jié)論包括:(1)橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力時(shí)程分析結(jié)果比靜力分析結(jié)果要大很多。當(dāng)列車以120 km/h的速度通過橋梁時(shí),橋梁結(jié)構(gòu)主跨跨中豎向位移的動(dòng)力時(shí)程分析結(jié)果為1.40 mm,靜力分析結(jié)果為1.29 mm。(2)列車運(yùn)行速度是一個(gè)非常重要的參數(shù),影響著橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。動(dòng)力響應(yīng)隨著速度的增加而增加,當(dāng)列車的過橋速度從120 km/h增加到300 km/h時(shí),主跨跨中的豎向位移值從1.40 mm增加到4.70 mm。在本文研究的列車運(yùn)行速度范圍內(nèi),沒有發(fā)生共振現(xiàn)象。(3)對(duì)高墩高鐵橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)傳感器布置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),最終提出了關(guān)于豎向加速度傳感器和應(yīng)變傳感器的兩種布置方案。針對(duì)每種方案,布置了二十多個(gè)傳感器,主要分布在五個(gè)區(qū)域:邊跨跨中區(qū)域、主跨四分之一區(qū)域、主跨跨中區(qū)域、橋墩的墩頂和墩底。研究結(jié)果表明:所提出的布置方案能夠很好的反映橋梁結(jié)構(gòu)的豎向振動(dòng)特性,同時(shí)具有良好的經(jīng)濟(jì)性。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U446

【參考文獻(xiàn)】

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2 田美子;趙登峰;曾國英;閆航瑞;;基于MAC算法的法蘭螺紋連接結(jié)構(gòu)傳感器優(yōu)化布置[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2012年07期

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4 李東升;張瑩;任亮;李宏男;;結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的傳感器布置方法及評(píng)價(jià)準(zhǔn)則[J];力學(xué)進(jìn)展;2011年01期

5 李永樂,強(qiáng)士中,廖海黎;風(fēng)-車-橋系統(tǒng)空間耦合振動(dòng)研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2005年07期

6 周海林,冷伍明,劉寶琛;群樁基礎(chǔ)橋墩的自振特性計(jì)算[J];中國鐵道科學(xué);2001年03期

7 陳興沖;橋墩自振頻率的能量公式[J];土木工程學(xué)報(bào);1999年05期

8 冷伍明，，何群，徐林榮，王永和;鐵路橋梁群樁基礎(chǔ)橋墩自振頻率計(jì)算分析和應(yīng)用研究[J];鐵道學(xué)報(bào);1999年04期

9 弓季宗，張建國，李鑫;樁基橋墩自振頻率的近似計(jì)算[J];鐵道建筑;1994年07期

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7 吳有松;高速鐵路車輛—橋梁系統(tǒng)耦合振動(dòng)及程序設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：2679531