基于实时监测信息的货运铁路桥梁结构状态分析研究

发布时间：2020-09-01 17:47

　　货运铁路桥梁荷载单一,活载较大,在列车荷载下,桥梁容易发生结构性损伤。同时桥址所处环境对桥梁的结构状态会产生影响。本文将基于监测信息,对货运铁路桥梁主梁运营状态进行评价,主要研究内容包括:(1)针对货运铁路桥梁的显著特征,依据国内铁路桥梁的设计和检定规范,确定以主梁横竖向位移、主梁横竖向频率、主梁纵向应变、梁端竖向转角作为关键监测数据,并结合铁路桥梁特点,参照桥梁荷载试验中动载试验方法,依托工程实际情况,确定以实测值与理论值的比例,作为铁路桥梁的关键评价指标;以规范中阈值作为损伤状态极限,成桥初始状态为健康状态基础,划定指标取值区间,并依据各指标特征,确定取值对应评分公式,评分范围0-100,参照桥梁评定规程,按分数划为五个指标状态评定等级。(2)针对铁路桥梁的综合状态评价,引入层次分析法与变权评估理论,构建主梁运营状态评价模型,用不确定性判断矩阵并进行一致性检验确定专家主观权重,用意见集中性和权威性原则确定专家客观权重,同时赋予综合变权评估方法来把握均衡性原则,最终确定各指标在评价模型中的权重,建立完整的结构评价体系。(3)建立32m简支梁ANSYS仿真模型,在进行有限元模型修正后,通过改变弹性模量,分别建立结构完好状态、损伤10%、20%、30%、40%、50%不同损伤工况,并加入不同的荷载工况和随机温度、随机风荷载,进行仿真分析,并编写Matlab计算程序对数据进行处理。评分结果随损伤状态加剧出现递减,且和车辆荷载大小相关性不大。结果表明:本文提出的铁路桥梁评估模型具有良好的适用性。(4)依托青海省水鸭子墩铁路桥梁,针对其全桥长度较大、桥跨较多,所处环境复杂,分析构建了主梁横竖向加速度、主梁纵向应变、墩顶应变、温度、风、湿度建立健康监测系统,并进行现场部署。同时针对本文提出的桥梁结构状态评估模型,有针对性选择评估指标,重新赋权,进行工程验证分析。结果表明:水鸭子墩特大铁路桥梁状态评估为一级,运营状态良好。
【学位单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U441
【部分图文】：

水鸭,设计图纸,铁路桥梁

第四章铁路桥梁状态评估模型仿真分析本章将建立有限元仿真模型，计算桥梁的自振特性，并对前一章节所提出型进行模型验证。通过 ANSYS 有限元模型，建立不同损伤下的工况，分下的结构响应，评价铁路桥梁主梁结构在仿真工况下的状态等级。本文的来源于青海鱼一铁路，重点参考水鸭子墩特大桥梁，并根据实际情况SYS 有限元模型。有限元模型的建立.1 有限元模型的简化本文所采用的模型是参考青海水鸭子墩大桥其中一跨的设计图纸（见图用 ANSYS 软件，利用梁格法建立 32m 的简支梁 ANSYS 模型，并对其进析，首先需要对结构进行简化，能够有效模拟桥梁的真实状态。

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图 4-2 梁格法下的 ANSYS 模型为了更加直观，同时利用 MIDAS 做了如下渲染图形：图 4-3 渲染后 MIDAS 图形（1）模型基本数据该模型为两片钢筋混凝土 T 梁拼接而成的主梁，主梁长度为 32m，本文法建立。①质量，全桥按照钢筋混凝土（近似 C50）密度 24503kg /m ；②弹性模量：4 23.45 10 N /mm；

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图 4-3 渲染后 MIDAS 图形（1）模型基本数据该模型为两片钢筋混凝土 T 梁拼接而成的主梁，主梁长度为 32m，本文法建立。①质量，全桥按照钢筋混凝土（近似 C50）密度 24503kg /m ；②弹性模量：4 23.45 10 N /mm；③泊松比：0.2；④线膨胀系数：XYZ 方向均为：51 10 m/ ℃ ；（2）截面特性①跨中处的截面：

【参考文献】