基于深度学习的高速铁路简支梁桥震致损伤预测

基于卷积神经网络,提出了一种快速预测高速铁路无砟轨道-简支梁桥系统震致损伤的方法。为得到更多地震动信息,通过连续小波变换,将一维地震动数据输入变换成三维图像输入。通过对比损伤样本库中的结果,验证了提出方法的可靠性,分析了卷积神经网络的不同超参数对预测结果和训练时长的影响,得到了贝叶斯优化后的卷积神经网络超参数组合,对比了不同抗震分析方法得到高速铁路无砟轨道-简支梁桥系统震致损伤所需时间。利用优化后的卷积神经网络预测了高速铁路无砟轨道-简支梁桥系统中不同关键构件的震致损伤。研究表明:初始学习率是影响网络预测准确度的最主要因素,学习率下降系数、最小批次及训练轮数会对网络预测结果造成一定影响。而训练卷积神经网络所需时长主要由训练轮数及最小批次决定。提出的方法对高速铁路无砟轨道-简支梁桥系统中不同构件的震致损伤均具有较高预测准确度,网络结构具有较高的适用性,优化后的卷积神经网络训练耗时更短且对高速铁路无砟轨道-简支梁桥系统震致损伤预测更准确。研究成果可为震后高速铁路系统震致损伤的快速修复提供参考。

地震作用下双曲面球型减隔震支座在铁路简支梁桥中的动力行为

为研究双曲面球型减隔震支座在铁路简支梁桥中的减隔震效果,采用ABAQUS软件建立8m及25m墩高的铁路简支梁桥有限元模型,进行地震荷载作用下的非线性动力时程分析。通过对有限元计算结果与振动台模型试验结果进行对比,验证有限元模型的正确性。与普通球型钢支座作对比,分析地震作用下双曲面球型减隔震支座的水平滑动位移、竖向位移和竖向荷载变化等动力行为。研究得到双曲面球型减隔震支座在不同地震烈度下的水平滑动位移范围。研究结果表明:相对于普通支座,双曲面球型减隔震支座在大多数情况下,能明显减小顺桥向地震作用造成的简支梁固定端与滑动端之间的竖向相对位移,对轨道结构造成的不利影响更小;双曲面球型支座能显著降低横桥向地震作用造成的支座竖向荷载变化幅值,并有效避免支座滑动面发生脱离碰撞。

铁路简支梁桥下部结构健康状态动力评估方法研究

提出一种以实测横桥向整体振动、横桥向局部振动和顺桥向局部振动模态的不同组合为输入,采用模型修正技术和优化算法识别铁路简支梁桥下部结构的物理参数,从而实现对墩身、基础和支座病害进行定位和定量分析的动力学方法。进一步,建立了针对下部结构系统中各构件的评估准则和评估流程。对两座铁路桥梁进行现场试验,并依据所提评估方法和评估准则对其健康状态进行评估,理论分析结果现场评估结果一致,从而证明所提方法的准确性和有效性。

E型钢支座对铁路简支梁桥隔震效果研究

以某铁路不同墩高的8跨简支梁桥为例,基于大型有限元分析程序SAP2000,分别建立了各跨简支梁桥的未隔震模型及采用E型钢阻尼支座进行减隔震的计算模型。采用了七条实际地震波作为激励进行了动力时程响应计算并进行统计对比分析。分析结果表明,对于不同墩高的桥墩,E型钢阻尼支座的隔震效果随着桥墩高度的增大,墩底弯矩和墩底剪力的隔震率逐渐减小;采用相同参数的E型钢阻尼支座时,不同高度的桥墩隔震效果有明显差异,因此在工程设计中,针对不同高度的桥墩应采用不同参数的E型钢阻尼支座,以达到优化的减隔震效果。

基于双曲面球型减隔震支座的铁路简支梁桥桥墩地震损伤分析

由于双曲面球型减隔震支座作为一种新型支座在铁路桥梁中应用较少,采用ABAQUS软件建立8 m及25 m墩高的铁路简支梁桥有限元模型,研究双曲面球型减隔震支座减少桥墩地震损伤的效果,并对数值仿真结果进行振动台试验验证。研究结果表明:双曲面球型减隔震支座减少铁路简支梁桥桥墩地震损伤的能力远大于普通球型支座,且在大多数情况下能有效防止桥墩进入屈服状态;采用双曲面球型减隔震支座时,8 m墩的地震损伤减少的效果明显好于25 m墩,且25 m墩在高烈度地震作用下屈服的可能性较高。

铁路简支梁桥下部结构加固效果定量评估方法

研究目的:长期以来,铁路部门一般采用频率和振幅等动力指标定性评估桥梁下部结构的加固效果,不能建立与加固设计静力学指标的联系,导致设计和检测工作的脱节。为解决这个难题,本文研究将动力检测模态参数转化为静力设计线刚度指标的优化识别模型修正方法,建立基于线刚度的加固效果定量评估准则和评估流程。研究结论:(1)以实测频率和振型为输入,采用模型修正方法可识别下部结构的线刚度;(2)可以利用识别线刚度提高系数对桥墩的加固效果进行分级;(3)对墩身横、纵向等比例加固时,纵向加固效果更加明显;对桩基础进行加桩处理时,横、纵向加固效果显著;采用地基处理加固方案时,横、纵向的加固效果基本相同;对桩基础进行加桩处理时,加固效果显著;(4)通过对某普速重载铁路桥墩加固前后分别进行现场动力测试,对其加固效果进行了评估,结果表明本文所提方法具有较好的应用效果;(5)该研究成果可为铁路桥梁下部结构养护和维修加固工作提供参考。

球型钢支座用于铁路简支梁桥的适应性研究

球型钢支座具有结构先进、性能稳定、易养护、少维修的特点。通过优化结构和科学选材,使球型钢支座可较好地适应现有铁路简支梁的安装接口、梁端转角以及线路坡度,并实现与既有线桥梁支座的互换。

铁路简支梁桥风荷载探讨

基于横向风中铁路 16 m、2 4m预应力混凝土 T形简支梁桥单体、YZ2 2 型车辆与16 m T形简支梁桥组合体、双层旅客列车车辆与 2 4m T形简支梁桥组合体分别在不同来流攻角下的数值模拟结果 ,结合现行《铁路桥涵设计基本规范 TB10 0 0 2 .1- 99》中有关桥梁设计风荷载的规定 。

低屈服点钢阻尼器在高速铁路简支梁桥中的应用研究

高速铁路简支梁桥应用低屈服点钢阻尼器,可以大幅度提高结构的抗震性能。选择三种墩高的典型高速铁路简支梁桥为研究对象,进行了罕遇地震下设置减震榫时的非线性时程反应分析及不设置减震榫时的线性时程反应分析。研究结果表明,减震榫有优异的减震性能,应用该装置可以大幅提高桥梁的抗震性能,解决了我国高速铁路桥梁刚度大,配筋率低,难以出现塑性铰的技术难题。

基于简化模型的铁路简支梁桥横向振动分析方法

为解决铁路简支梁桥横向车桥耦合仿真分析方法效率低下的问题,提出考虑桥墩影响的铁路简支梁桥横向振动简化模型和分析方法。首先将列车横向激励简化为移动蛇形力,将桥梁横向简化为弹性支承梁;其次推导弹性支承梁在移动蛇形力作用下的振动解析解并分析共振消振条件;最后将简化分析方法与既有车桥耦合仿真分析方法得到的结果进行对比,以验证该方法的正确性并对其适用性进行探究。结果表明:该方法得到的桥梁横向振动随相关参数的变化规律与既有车桥耦合仿真分析方法一致,同时大大提高了分析效率,具有一定实用价值。

铁路简支梁桥支座的减震性能研究

采用有限元动力分析程序 ,对采用铅芯橡胶支座作为减、隔震装置的桥梁结构进行了非线性动力分析 ,研究了不同场地地震激励对桥梁结构减震性能的影响 ,并与板式橡胶支座的减震效果进行了比较。分析结果表明 ,与板式橡胶支座相比 ,铅芯橡胶支座可以有效地降低结构的内力和位移响应 ,改善结构的抗震性能。

地震作用下铁路简支梁桥桥墩配筋率与频率的关系

基于大型有限元分析程序SAP2000计算出模型的自振特性和墩底地震响应,按照规范规定的配筋计算方法,采用偏心受压构件计算公式计算得到墩底截面的配筋率,对桥墩配筋率与频率的关系进行分析研究,得出不同设防地震烈度和不同场地类型条件下桥墩配筋率随着频率的变化规律,可为同类桥梁的桥墩配筋设计提供有价值的参考。

采用减震卡榫的铁路简支梁桥振动台试验

减震卡榫配合支座组合使用,实现了铁路桥梁支承体系水平力传递与竖向支承功能的分离,在整个桥梁减隔震系统中起着至关重要的作用,但目前尚缺乏相关的全桥模型振动台试验验证其可靠性和减震效果.本试验以某两跨铁路桥梁中常用的(2012)2201-I梁配8 m和25 m墩的简支梁桥为研究对象,开展振动台试验,研究多种典型地震激励下结构体系的地震响应特性.试验结果表明:在7度地震作用下,安装普通支座+减震卡榫的模型与摩擦摆支座+减震卡榫的模型均未出现可见裂缝,结构处于弹性阶段;在8度、9度地震作用下,安装摩擦摆支座模型的墩底保护层混凝土开始出现裂缝,但支座位移和结构应变均明显小于仅安装普通支座的模型情况,表明摩擦摆+减震卡榫组成的减隔震体系对桥梁结构起到了较好的减震效果.

高速铁路简支梁桥纵向力计算分析

利用桥梁—道碴—轨道的统一模型，对桥梁温度伸缩、桥梁挠曲作用以及制动力作用下的桥轨受力关系进行了分析。

设计地震下铁路简支梁桥支座水平地震力计算方法研究

为研究设计地震作用下铁路梁桥支座水平地震力按静力法计算的准确性和适用性,以一墩高为5~20 m、跨径为32 m的简支梁桥圆端形重力式桥墩为研究对象,建立单墩抗震模型,采用反应谱法分析不同场地条件下支座的水平地震力,探讨设计地震作用下桥墩截面的合理刚度取值。分析结果表明设计地震下桥墩均处于开裂状态,应以开裂截面刚度作为反应谱计算的截面刚度;静力法计算支座水平地震力会造成设计值偏大或偏小;桥墩越矮,场地条件越差,动力效应越明显,建议支座水平地震力采用动力法进行分析。

铅芯橡胶支座高墩铁路简支梁桥减隔震特性的研究

以某高墩铁路简支梁桥桥墩为研究对象,考虑了铅芯橡胶支座的非线性特性和桥梁结构的相互影响,在建立高墩铁路简支梁桥全桥动力分析模型的基础上,利用时程分析的方法,对不同地震输入激励条件下隔震桥梁的动力响应及减震率进行了计算研究,取得了一些有使用价值的结果,为高墩铁路简支梁桥的减隔震设计、提高桥梁结构的抗震安全性提供了参考。

C80高强混凝土用于铁路简支梁的设计研究

本文采用Ｃ８０级高强混凝土对既有铁路简支梁（标准梁）进行了试设计及比较研究。作者运用全预应力混凝土（ＦＰＣ）及部分预应力混凝土（ＰＰＣ）理论，考虑到高强混凝土与普通混凝土力学特性及设计方法上的差异，根据有关高强混凝土结构设计的建议及研究成果对既有铁路简支梁（专桥２０５９系列）得新设计，研究预应力筋用量、自重、跨度、及梁高的变化，并与既有梁进行了分析比较，得出了定量结果。

铁路简支梁桥横向振动研究

讨论了铁路多跨简支梁桥不同计算图式对横向振动分析结果的影响.计算表明，单墩计算图式对等高桥墩的长桥及柔性桥墩适用性较好；当相邻桥墩的墩高或刚度相差较大时，可仅考虑该桥墩和相邻梁跨的振动耦联；一般情况下，应考虑相邻桥墩的耦联振动影响.

高速铁路简支梁基于桥面加速度的基频限值

考虑轻型桥梁结构和轨道结构的发展方向,有必要研究基于桥面加速度的基频限值。采用移动荷载列模型,针对32、40 m跨度高速铁路简支梁在不同质量、不同设计速度下进行车桥动力理论分析,基于桥面加速度评判指标给出了基频限值。研究结果表明:随着梁体自振频率增加,列车作用引起的桥面加速度逐渐减小。相同计算条件下,线质量越大计算得到的桥面加速度越小。对于线质量不大于20 t/m的无砟32 m跨度简支梁、线质量不大于25 t/m的有砟32 m跨度简支梁和线质量不大于5 t/m的无砟40 m跨度简支梁,提出的基于桥面加速度基频限值大于既有规范限值。线质量越小的简支梁,基频限值越大。研究成果可为高速铁路简支梁设计提供参考。

高速铁路轨道-简支梁桥系统桥上行车性能试验研究

基于多跨高速铁路CRTSII型无砟轨道简支梁桥系统开展桥上行车动力性能室内缩尺试验,并对不同列车行驶速度下钢轨、轨道板、底座板和主梁的竖向动力响应规律进行分析。研究结果表明:层间阻尼效应使不同构件层的竖向位移时程曲线的峰值及其形状有显著差异,主梁、底座板、轨道板和钢轨的竖向位移响应峰值依次增大;随行车速度增加,各构件的竖向位移时程曲线震荡波动明显增大;轮对与轨道-桥梁系统接触位置的局部效应非常显著,轮对局部作用对钢轨、轨道板、底座板和主梁的动力变形的影响依次减弱;轨道板和钢轨动力系数比较接近且明显大于主梁和底座板的动力系数,调整CA砂浆层阻尼参数能有效控制移动列车作用下桥梁-轨道系统动力特性。