基于滑窗子空间算法的桥梁运营状态预警分析研究

以某典型斜拉桥振动台模型试验为研究背景,采用滑窗技术与数据驱动随机子空间识别算法对桥梁运营状态预警方法进行研究。为实现在时域上对桥梁模态参数进行实时跟踪识别,将滑窗技术引入子空间法,提出一种滑窗子空间模态参数识别方法。而后基于滑窗子空间算法识别结果,参考各国高速铁路桥梁相关规范的状态评价指标,提出基于频率值和频率变化率的铁路桥梁运营状态预警方法,实现铁路桥梁的实时状态评估。运用模型试验各工况下的测试数据,对该模型桥的状态进行实时评估和预警分析,并将状态预警结果与模型桥实际损伤情况进行对比分析,验证所提方法的正确性,该方法可直接应用于桥梁结构的运营状态预警分析中。     

适用于拱桥扣挂施工的T(刚)构高墩结构设计

为使山区大跨度拱桥的桥墩能兼作其拱圈扣挂施工的扣塔,以沪昆高铁北盘江特大桥为背景,提出适用于拱桥扣挂施工的T(刚)构门式高墩。该结构利用拱桥的T构交界墩作为扣塔的一部分,在T构梁0号块顶设置剩余的钢结构扣塔。T构交界墩采用门式刚架结构,横向采用双柱式墩。2根墩柱均采用空心截面,纵向竖直,横向内、外侧采用双变坡形式。在2根墩柱间设置系梁,在系梁的实体过渡段顶部设置锚固齿块用于锚固拱圈扣挂施工的扣、背索。交界墩墩梁固结区包括墩顶横梁、横梁后浇段和梁体0号块3部分。对门式T构交界墩进行受力分析,并与其他墩型进行经济性比较,结果表明该结构受力合理、可较好地承担施工扣塔的角色且经济性好。     

基于自适应核密度估计的桥梁短时风速预测方法

为准确、高效地预测桥梁短时风速,提出一种基于自适应核密度估计(AKDE)的桥梁短时风速预测方法。该方法以AKDE为手段,通过历史风速获得实测风速样本总体的概率密度估计,在进行风速预测时,以当前风速样本为条件,在风速样本总体中匹配和估计预测状态的风速统计信息,从而实现对未来时刻单点风速和区间风速的预测。采用藏木雅鲁藏布江大桥现场实测风速数据对该方法进行验证,并与最小二乘支持向量机(LS-SVM)方法进行对比。结果表明:该方法可同时实现对短时单点风速和区间风速进行精度较高的预测,且与LS-SVM方法相比具有更高的计算效率,可满足实际工程快速预测风速的需求。     

真空磁浮钢结构管道梁方案研究

真空管道磁浮交通技术由于突破了空气阻力、噪声和轮轨黏着等因素制约,未来可成为弥补或取代航空的长距离运输模式。为了获得适用于长距离运输和车辆条件的真空管道梁结构形式,在调研国内外研究现状的基础上,分析磁浮系统设计的顶层指标,从技术成熟度和可行性层面提出高架桥钢结构管道梁方案。以常用跨度25 m管道梁为例,采用多参数影响分析和变量优化方法,分析管道梁各关键参数(管壁厚度、加劲肋间距、高度和翼缘板宽度)对结构竖向刚度、横向刚度、一阶竖向自振频率和强度的影响,获得了控制结构设计的主要因素。并以结构工程量最小化为目标,优化获得了该管道梁的各参数取值。研究成果可为后续真空磁浮高架桥梁的设计提供参考。     

南广铁路桂平郁江特大桥主桥钢梁预拱度设置

大跨度钢桁梁预拱度设置是一个非常重要的问题,选择桂平郁江钢桁斜拉桥为工程实例,提出了下承式钢桁梁预拱度设置的几何法、温度法和混合法,该方法对今后下承式钢桁梁预拱度的设置有一定的参考意义。     

基于高程监测的智能调高支座设计与试验研究

高速铁路对线路的平顺性要求非常高。然而,处于自然界中的高铁桥梁结构受温度、混凝土收缩徐变和地基不均匀沉降等影响,不可避免地会发生沉降变化,直接影响到行车安全性和舒适性。针对高速铁路运营过程中产生的问题,对目前已有的调高技术进行全面分析,就目前调高支座只能单向调高和作业效率低下等问题,采用结构设计、试验验证及样品试制等方法,研发一种智能调高支座,详细介绍各系统的组成构件、功能以及安装维护要求,并对支座基本性能、自动调高功能、多台联动性能及安全可靠性能等进行试验。研究结果表明:该智能调高支座各项指标均达到了预期目标值,有效解决了现有调高支座被动、手工的操作模式。     

劲性骨架混凝土拱桥施工稳定性分析

天工大桥主桥为一座劲性骨架钢筋混凝土拱桥。为了研究该桥施工阶段的稳定性和风荷载、预应力对稳定系数的影响,通过建立以实体单元+梁单元为主的ANSYS三维有限元模型,模拟施工过程中钢管混凝土截面和混凝土箱形截面的分次浇筑过程。根据计算结果可知:该桥在施工过程中的稳定系数均大于4,满足规范要求;风荷载在拱肋截面分期浇筑成形阶段对稳定系数影响较大,因此,根据计算结果增设临时横撑;纵、横向预应力对稳定系数的影响均较小,分析时可考虑纵向系杆力,忽略横向预应力。     

铁路大跨度混凝土拱桥徐变变形控制因素研究

研究目的:混凝土拱桥具有较大的横竖向刚度、良好的环境适应性和较高的经济价值,在山区大跨度铁路桥梁建设中得到推广应用。然而,受拱结构的受力特点和混凝土的材料特性影响,混凝土拱桥在后期运营过程中会出现徐变下挠变形,直接影响线路的平顺度,进而影响行车的安全性和舒适性。本文以一座在建的铁路大跨度混凝土拱桥为研究对象,从分析混凝土徐变机理及影响因素出发,选取工法、加载龄期、铺轨时间以及拱上结构形式等因素作为变量,基于CEB-FIP(1990)徐变本构模型开展结构的徐变变形研究,分析不同因素下混凝土拱桥的徐变变形情况,探究徐变变形控制的主要因素。研究结论:(1)平衡加载法的受力模式使得拱圈顶底板应力差较大,导致后期徐变变形较大;(2)悬臂拼装法可以节省施工工期,但预制时间较短也会导致后期的徐变变形较大;(3)延长混凝土龄期和减少拱上结构重量对抑制后期徐变下挠有一定的帮助,但效果并不明显;(4)延迟铺轨对减小长期徐变下挠有明显的改善;(5)在以上四种影响拱圈后期收缩徐变的因素中,工法和铺轨时间对后期混凝土收缩徐变影响较大,可作为大跨度拱桥徐变变形控制技术的关键因素;(6)本文研究可为类似结构的设计提供参考和借鉴。