北京铁科首钢轨道技术股份有限公司

<正>一、智能测力桥梁支座广泛的应用领域TSC智能测力桥梁支座荷载监测系统测试精度高,具有自主知识产权,属国际领先产品,已获得国家发明专利(专利号:ZL 2010 1 0554180.X),已在成绵乐客专和贵广高铁线路上成功应用。TSC智能测力桥梁支座荷载监测系统可广泛应用于高速铁路桥梁、城市轻轨桥梁以及特大型桥梁使用状态的安全监测,其推广应用可极大地推动桥梁监测技术的进步,对我国桥梁建设和交通事业的发展具有重大的技术经济意义和社会意义。     

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<正>一、智能测力桥梁支座广泛的应用领域TSC智能测力桥梁支座荷载监测系统测试精度高,具有自主知识产权,属国际领先产品,已获得国家发明专利(专利号:ZL 2010 1 0554180.X),已在成绵乐客专和贵广高铁线路上成功应用。TSC智能测力桥梁支座荷载监测系统可广泛应用于高速铁路桥梁、城市轻轨桥梁以及特大型桥梁使用状态的安全监测,其推广应用可极大地推动桥梁监测技术的进步,对我国桥梁建设和交通事业的发展具有重大的技术经济意义和社会意义。     

三向测力盆式橡胶支座的设计及试验研究

三向测力盆式橡胶支座是在普通盆式橡胶支座的基础上开发的一种新型测力支座,通过在支座内部增设测力元件、外部配置数据采集及处理系统达到实时测力的目的,从而实时掌握支点反力、列车横向摇摆力、线路纵向水平力等关键参数,为桥梁结构的安全评估、运力控制和加固维修提供技术支持。本文介绍了三向测力盆式橡胶支座的结构选型和构造设计,性能试验结果表明,三向测力盆式橡胶支座整体性能良好。     

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<正>一、智能测力桥梁支座广泛的应用领域TSC智能测力桥梁支座荷载监测系统测试精度高,具有自主知识产权,属国际领先产品,已获得国家发明专利(专利号:ZL 2010 10554180.X),已在成绵乐客专和贵广高铁线路上成功应用。     

多向测力球型钢支座力学性能分析及参数选取

多向智能测力支座是在普通球型钢支座的基础上开发的一种新型支座,它以内部设置有测力元件的球型钢支座为核心部件,包含数据自动采集处理与传输模块,能够自动测量桥梁竖向和任意方向水平荷载、定时传输测试数据,具备桥梁受力状态实时分析和预警等功能。多向测力支座的力学性能分析涉及到几何、材料、接触非线性问题。本文利用大型有限元分析软件ANSYS建立多向测力支座有限元模型,着重对测力元件的力学性能进行分析计算,得到其应力分布规律,为多向测力支座的设计和选用提供参考。     

铅芯橡胶支座动力特性对连续梁桥地震响应的影响

通过考虑铅芯橡胶支座和桥梁结构的非线性特性及相互影响,建立了全桥模型,并通过改变铅芯橡胶支座动力参数、桥梁结构的自振周期和输入地震激励等,进行连续梁桥地震响应时程分析,对采用铅芯橡胶支座隔震的连续梁桥体系的地震响应规律和特点进行了系统的研究.     

铅芯橡胶支座动力特性对边境梁桥地震响应的影响

通过考虑铅芯橡胶支座和桥梁结构的非线性特性及相互影响，建立了全桥模型。并通过改变铅芯橡胶支座动力参数，桥梁结构的自振周期和输入地震激励等，进行连续桥地震响应时程分析。对采用铅橡胶支座隔震的连续梁桥体系的地震响应规律和特点进行了系统的研究。     

沪杭高速铁路无砟轨道结构桥梁支座更换施工技术研究

针对目前高速铁路多以桥梁形式跨越的特点,不可避免存在在无砟轨道结构施工完毕后或在运营中,桥梁支座出现质量缺陷造成安全隐患时,必须对现有存在质量缺陷和安全隐患的桥梁支座进行更换。采用大吨位千斤顶将梁体顶起后更换存在质量缺陷的桥梁支座,其重要保证是确保在桥梁支座更换过程中无砟轨道结构的几何状态满足运营要求及桥梁、无砟轨道结构不受到破坏。通过对无砟轨道桥梁支座更换技术的研究和探索,成功更换了高速铁路无砟轨道桥梁支座。更换结果表明采用顶起桥梁满足更换支座必须的高度进行高速铁路无砟轨道桥梁支座更换是可行的,沪杭高速铁路无砟轨道桥梁支座更换技术对运营高速铁路更换桥梁支座也具有极大的指导意义和借鉴作用。     

基于多桥支座振动信号联合分析的列车荷载类型识别方法

在重型列车荷载反复作用下,桥梁结构易发生损伤与破坏,因此识别列车荷载作用类型可为管理部门提供桥梁可靠运营信息。目前既有的列车荷载类型识别方法往往基于桥梁结构局部力学响应建立,其忽略了整条线路中多点监测数据的关联,识别结果易受复杂环境影响。针对此问题,提出一种基于多桥支座振动信号联合分析的列车荷载类型识别方法。首先利用构建的桥梁支座健康监测视觉分析系统提取多桥支座的动位移数据,提出通过FFT信号相关分析对多桥支座振动数据进行时间同步,由此获得多点监测数据的联合表征;然后,将构建的多点监测数据联合表征可视化为灰度图像,并将列车荷载类型识别建模为图像识别问题;提出利用ShuffleNet-V2轻量级识别网络对构建的多点监测数据联合表征图像进行分类,由此识别不同类型的列车荷载。最后通过实际的桥梁支座健康监测系统进行测试,实验结果表明在复杂环境下多桥支座振动信号联合表征可获得良好的图像分类特征,而构建的轻量级识别网络可精准识别列车荷载类型,验证了本文方法具有很好的普适性与应用前景。     

波形钢腹板PC连续箱梁桥支座偏移成因分析及更换技术

波形钢腹板PC连续箱梁桥能够将钢、混凝土两种材料有效结合，是一种经济、合理、高效的新型结构形式。但波形钢腹板PC连续箱梁桥不同于普通预应力混凝土连续箱梁桥，其病害原因需进行专门分析并采取针对性措施。以某高速公路一联(70+11×120+70)m波形钢腹板PC连续箱梁桥为例，结合支座纵向预偏量设置、桥梁结构类型、环境温度及桥面线形进行支座偏位原因分析，改进支座设计。基于现场情况并考虑施工条件制定更换方案，通过方案比选确定最优方案并组织实施，同时加强过程监测，保证施工安全和桥梁结构安全。盆式橡胶支座更换完成后的验收结果满足规范要求，其分析思路及更换技术可为类似桥梁结构的支座更换提供借鉴。     

基于运营性能的高速铁路大跨度桥梁健康管理探讨

面向我国高速铁路大跨度桥梁结构特点和管养现状,研究提出基于运营性能的高速铁路大跨桥梁健康管理总体思路。通过高速轨检车轨道几何周期巡检结果和有砟道床捣固指数,建立基于灰度理论的捣固指数预测模型,为桥区有砟轨道线路养修提供依据。基于健康监测数据,分别引入ARMA模型、神经网络法及三分之一倍频程谱方法对桥梁结构整体状态实时预警。提出梁端伸缩装置和大吨位支座桥梁关键部位专项监测技术,构建了基于钢轨横向偏移量和伸缩装置疲劳应力变幅的梁端伸缩装置评定方法,以及基于累积位移的支座耐久性预测与评估方法。研发了基于BIM的大跨度桥梁故障预测与健康管理系统,提出了桥梁状态分层分级评估方法,融合多源数据进行历史趋势分析、故障诊断与预测,为实现高速铁路大跨度桥梁健康管理奠定了基础。     

新机场管廊基坑邻近高速桥梁基础施工技术研究

新机场高速公路地下综合管廊大部分结构距在建新机场高速公路桥梁较近,基坑开挖过程易导致高速公路桥梁承台及桩侧土体外露,进而导致桥梁基础产生水平变位、不均匀沉降等现象,对高速公路后期运营产生极大的安全隐患。通过3组试验确定最优注浆参数,在管廊基坑开挖过程中对既有高速桥梁基础附近土体进行注浆加固,效果良好;通过对开挖过程中基坑、桥梁基础变形监测数据进行对比分析,对管廊基坑邻近桥梁基础开挖防护施工技术进行总结,为以后同类工程提供借鉴。     

高速铁路钢管混凝土系杆拱桥吊杆纠偏分析

以高速铁路上某钢管混凝土系杆拱桥为实例,分析该桥吊杆偏位的原因及其影响,并对其成桥及运营各时期监测索力的差别进行判别,采用有限元软件Midas/Civil建立该下承式钢管混凝土系杆拱桥的空间有限元计算模型,根据索力监测数据结果通过迭代计算得出相应时期的拱桥状态,分析该拱桥在吊杆纠偏工况下的桥梁结构安全及其变形对列车运营安全的影响,并为后续的纠偏施工给出具体的操作建议,所得结果可用于指导该桥的吊杆纠偏施工,并可为同类桥梁的施工积累更多的可供借鉴的理论和实践经验。     

高速铁路桥梁雷达非接触测试技术研究

研究目的:我国高速铁路已超过3万公里,桥梁里程占比较大,桥梁数量众多、桥型多样、结构复杂,未来将面临大规模的检测和养护任务。因高速铁路的封闭式运营,桥梁检测的安全性及时效性要求较高,亟待研究发展线外远程非接触的测试技术,为高速铁路安全运营提供技术保障。研究结论:(1)差分干涉微波雷达具有连续、动态、远距离非接触和全天候、全天时等优点,能对高速铁路桥梁的结构参数进行在线监测;(2)在保证铁路正常运营的条件下,在线路外对武汉天兴洲长江大桥拉索频率以及铁路层桥面动态挠度进行了监测,取得了较好的效果,具有推广借鉴意义;(3)雷达对多根拉索的中部动态形变同步进行有效测试,振动信号显著及频率分辨率高,不仅能够提取拉索本身各阶频谱,而且能够准确提取桥梁结构整体的模态频率;(4)雷达测试技术可广泛应用于高速铁路桥梁结构力学参数的在线诊断,对结构的健康状态进行评估。     

宁安铁路安庆长江大桥长期监测方案设计研究

宁安铁路安庆长江大桥主桥为双塔三索面钢桁梁斜拉桥,属于高次超静定结构,具有很强的非线性,受力情况复杂。为了及时反馈桥梁服役情况,确保线路安全运营,亟需建立一套长期监测系统。根据安庆长江大桥的主要技术特点,确定大桥的监测内容、监测方法、测点布置位置、数据采集与传输方法和预警与评估方法,形成一套针对安庆长江大桥的长期监测方案。研究成果可为我国类似大跨度桥梁长期监测方案的制定提供参考。     

隧道结构健康监测系统理念及其技术应用

研究目的:近年来,随着传感器技术、信息采集技术及测试分析技术的迅猛发展,基于各种监测手段的实时、连续性的结构健康监测系统在土木工程领域中竞相展开,并在诸如桥梁、水利等工程领域得到广泛应用.地下工程领域中,由于围岩-结构自身的复杂性,结构受力状态的不确定性,一直以来对于隧道结构健康监测的研究鲜有问津.研究结论:通过本文研究,得出了以下几点结论:(1)一个完整的TSHMS系统应由数据采集与传输系统、数据分析与处理系统、隧道结构健康评价及预警系统组成;(2)通过对隧道结构力学演变特征的分析,提出了TSHMS系统中应对二次衬砌的受力特征进行长期重点监控的基本思路;(3)结合隧道工程复杂性及其安全评价“模糊性”的具体特点,在现有常规安全评价体系的基础上引入了模糊综合评判的评价手段;(4)将上述理念应用于苍岭特长公路隧道中,初步建立了一套TSHMS系统,评价结果与实际基本一致,验证了其可靠性.     

高速铁路大跨度桥梁钢轨伸缩调节器区轨道结构健康监测系统设计及应用

钢轨伸缩调节器所在地段是线路的薄弱环节。为实时掌握钢轨伸缩调节器的运营状态,结合高速铁路运营需求,设计了高速铁路大跨度桥梁钢轨伸缩调节器区轨道结构健康监测系统。系统以钢轨伸缩调节器区轨道结构为监测对象,利用光纤光栅传感和视觉测量技术,采用B/S模式,实现轨道结构监测的数据可视化、报表生成、评估分析和分级预警。目前,研究成果已在宁安铁路安庆长江大桥、合福高铁铜陵长江大桥中部署应用,为铁路工务部门养护维修提供依据。     

灰色预测在大跨径刚构桥施工线形监控中的应用

灰色系统理论因其重点研究"小样本、贫信息、部分已知"的问题,与桥梁施工监控领域的特征及需求十分吻合,成为桥梁施工监控工作中使用的主要方法之一.基于灰色系统理论中灰色预测方法,建立了一大跨径刚构桥悬臂浇筑施工主梁线形抛高值的GM(1,1)预测模型,以该桥某节段施工过程为例,利用灰色模型对节段抛高值进行预测,并与实测数据进行对比,分析了预测精度及其影响因素.灰色预测在该桥施工线形监控过程中得到了较好地应用,其使用方法简单、操作性强、预测精度高,对其他同类型桥梁的施工监控工作有很好的参考价值.     

基于希尔伯特-黄变换的铁路桥梁结构健康监测

桥梁结构健康监测直观检查法具有一定的局限性。新的基于希尔伯特—黄变换(HHT)的非破坏性桥梁结构健康监测方法,依赖于瞬变荷载测试和简便的数据收集,核心是近年来针对非稳态和非线性时间序列分析而新发展起来的HHT,由经验模态分解和Hilbert谱分析构成。该方法对桥梁结构健康性的最终判断依据是基于数据的非线性特征、自由振动和强迫振动的频率对比、桥梁对轻荷载及重荷载的响应。该方法的优点是:无需以前的数据,简便的数据采集,最少程度地干扰交通,以及细微差别的精确定量解释。工程实例的分析结果表明这种新方法应用于铁路桥梁结构健康监测的可行性。     

京沪高速铁路96m系杆拱桥施工关键技术

铁路下承式尼尔森体系钢管混凝土系杆拱桥,具有造型美观,建筑高度低,跨越能力强,外部静定结构,桥梁竖、横向刚度大,满足高速铁路高速、安全、平稳、舒适的运营要求。结合后八丁特大桥工程实践,介绍了膺架设计和搭设、系梁混凝土、拱肋、钢管混凝土、吊杆等方面施工工艺和方法,总结了施工中的注意事项,对类似工程具有较好的指导和借鉴意义。