基于車致振動響應的城市軌道交通橋梁損傷診斷方法研究
發(fā)布時間:2020-12-11 08:21
城市軌道交通因其方便快捷、安全高效等特點正逐漸成為我國大中城市緩解交通擁擠的主要途徑。隨著現有高架城市軌道交通橋梁服役期的延長,在車輛荷載和外界環(huán)境共同作用下,其結構與構件將不可避免地產生不同程度的損傷。而現有的城市軌道橋梁損傷診斷方法大多是面向鐵路軌道橋梁開展的,直接面向城市軌道交通橋梁結構的損傷診斷方法還鮮有開展。對于城市軌道交通橋梁來說,列車荷載具有明顯的重復性和規(guī)律性,且列車作用時橋梁的振動幅值遠大于未通車時段,更有利于結構損傷的顯現;诖,本論文嘗試采用車致振動響應對城市軌道交通橋梁進行損傷診斷,主要內容如下:(1)以某典型城市軌道交通橋梁為工程背景,建立其有限元模型,通過靜力分析對其進行強度和剛度驗算,并通過模態(tài)分析獲得結構的動力特性。研究結果表明,該有限元模型的強度及剛度滿足要求,動力特性合理,可作為后續(xù)車致振動響應計算的基準模型。(2)建立“車-軌-橋”耦合有限元模型,通過動力時程分析獲得城市軌道交通橋梁在列車荷載作用下的橋梁及車體的振動響應,并通過差分法探明了車致振動響應對橋梁損傷的敏感性。研究結果表明,損傷前后橋梁測點及輪對和轉向架測點的加速度響應差可用于損傷定位...
【文章來源】:大連交通大學遼寧省
【文章頁數】:86 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1城軌交通橋梁箱梁橫截面??Fig.?2.1?Cross?section?of?box?girder?for?the?urban?rail?transit?bridge??
?大連交通大學全日制專業(yè)碩士學位論文???適合分析細長到中等細長的梁結構。該單元有兩個結點,每個結點有6-7個自由度,支??持蠕變,彈性及塑性等材料模型。經過分析比較計算精度與效率,最終梁單元長度選取??為0.5米。整個箱梁模型包含180個單元,共計181個結點。箱梁的材料為C50混凝土,??其材料參數如下:密度為2500kg/m\泊松比為0.2、彈性模量為34.5GPa。根據實際尺??寸定義的箱梁橫截面如下圖2.1所示。??SECTION?ID ̄1??^CentroidDshearCter?data?summary??Section?NanK??=MYBOX??Area=5.G6??Ijy=2.07077??Izz?=38?4486??U'arpmg?Consianl??=1.91089??f?R?|?(?Torsion?Constant??i?”?""———,?x?^?'?,1809??0.9?\?\?〇?j?/?Centroid?Y?=2.52806??\\??i?f?CentroidZ?=1.16548??〇?-2-5?0?2.5?5?7.5?Shear?Center?Y??=2.57427??Shear?Center?Z??=0.83579??Shear?Corr.?YY??=0?70152??Shear?Corr.?YZ??=0.009013??Shear?Corr.?ZZ????=0?177842???圖2.1城軌交通橋梁箱梁橫截面??Fig.?2.1?Cross?section?of?box?girder?for?the?ur
規(guī)范取值。??表2.?1車輛設計荷載??Table?2.?1?Design?loads?of?vehicles??"?設計軸重(kN)?均布密度??車輛設計荷載?編組??—??—?——??滿載?空載?滿載(kN/m)??A?型?8?輛?160?90?28.10??B?型?6?輛?140?80?28.71??輕軌型?8輛?110?70?27.85??結合工程實際及車輛荷載的標準,擬采用B型車輛設計荷載,其荷載結構布置如下??圖2.5所示,并且在施加荷載時,應該考慮剎車荷載對結構的作用荷載的參數,及沖擊??系數的影響,按照相關規(guī)定,取值為0.8。??-??5?m?2.35m??^?Jr ̄mJr? ̄ ̄士2.2,>?士??1?4?0?K.?N?1?4?0?K?N?I40K?N?I?4?0?K?N??!?I??i??”務?^?I?^??)?I?9.5?m??,——…---????f??圖2.5地鐵B型荷載示意圖??Fig.?2.5?Schematic?diagram?of?subway?type?B?load??12??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于加速度內積向量和灰云模型的結構損傷識別[J]. 王玉山,田良,郭惠勇. 重慶大學學報. 2018(01)
[2]基于加速度二次協方差矩陣參數變化比法的環(huán)境振動下結構損傷識別[J]. 王立新,李雪艷,姜慧,朱嘉健. 振動與沖擊. 2016(08)
[3]基于軌道交通斜拉橋應力監(jiān)測的荷載識別技術[J]. 程輝,鐘繼衛(wèi),楊曉燕,梅秀道,王翔,郭翠翠. 江南大學學報(自然科學版). 2015(06)
[4]基于加速度響應相關性的結構損傷識別方法[J]. 閆維明,顧大鵬,陳彥江,楊小森. 振動與沖擊. 2013(14)
[5]上海軌道交通橋梁技術狀況評定方法研究[J]. 朱妍,朱毅. 山西建筑. 2012(27)
[6]基于結構動態(tài)響應統計特征的損傷指標研究[J]. 楊曉明,劉海卿. 地震工程與工程振動. 2009(02)
[7]基于車致振動的橋梁損傷識別[J]. 單德山,李喬. 西南交通大學學報. 2009(01)
[8]城市高架橋典型病害分析與預防性對策[J]. 陳炳聰,張俊平,張力文. 科技經濟市場. 2008(06)
[9]城市軌道交通高架橋自振特性與動力響應研究[J]. 顧戌華,夏禾,郭薇薇. 北方交通. 2007(11)
[10]基于振動的結構損傷識別方法的近期研究進展[J]. 韓大建,王文東. 華南理工大學學報(自然科學版). 2003(01)
博士論文
[1]城市軌道交通引起的環(huán)境振動預測與評估[D]. 魏鵬勃.北京交通大學 2009
碩士論文
[1]基于小波分析的剛構橋損傷識別與評估研究[D]. 毛科強.長安大學 2017
[2]基于車橋耦合振動信號的橋梁結構損傷識別研究[D]. 黃杰忠.南昌大學 2016
[3]基于時間序列的結構損傷概率方法研究[D]. 盧宏彬.華南理工大學 2016
[4]基于沖擊振動測試的橋梁快速安全評估[D]. 張欣.東南大學 2016
[5]基于小波分析和移動荷載作用的連續(xù)梁橋損傷識別研究[D]. 李曉鵬.鄭州大學 2016
[6]基于加速度響應的Benchmark結構損傷識別研究[D]. 徐德健.重慶大學 2015
[7]移動體系與結構相互作用分析及ANSYS實現[D]. 陳一鉑.石家莊鐵道大學 2015
[8]地震和列車作用下軌道交通橋梁的響應分析[D]. 劉哲.大連理工大學 2013
[9]基于小波分析的含片狀裂紋橋梁結構損傷識別方法研究[D]. 應宏偉.長沙理工大學 2012
[10]高速鐵路車—軌—橋耦合作用下橋梁結構共振響應分析[D]. 張曉丹.華中科技大學 2012
本文編號:2910195
【文章來源】:大連交通大學遼寧省
【文章頁數】:86 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1城軌交通橋梁箱梁橫截面??Fig.?2.1?Cross?section?of?box?girder?for?the?urban?rail?transit?bridge??
?大連交通大學全日制專業(yè)碩士學位論文???適合分析細長到中等細長的梁結構。該單元有兩個結點,每個結點有6-7個自由度,支??持蠕變,彈性及塑性等材料模型。經過分析比較計算精度與效率,最終梁單元長度選取??為0.5米。整個箱梁模型包含180個單元,共計181個結點。箱梁的材料為C50混凝土,??其材料參數如下:密度為2500kg/m\泊松比為0.2、彈性模量為34.5GPa。根據實際尺??寸定義的箱梁橫截面如下圖2.1所示。??SECTION?ID ̄1??^CentroidDshearCter?data?summary??Section?NanK??=MYBOX??Area=5.G6??Ijy=2.07077??Izz?=38?4486??U'arpmg?Consianl??=1.91089??f?R?|?(?Torsion?Constant??i?”?""———,?x?^?'?,1809??0.9?\?\?〇?j?/?Centroid?Y?=2.52806??\\??i?f?CentroidZ?=1.16548??〇?-2-5?0?2.5?5?7.5?Shear?Center?Y??=2.57427??Shear?Center?Z??=0.83579??Shear?Corr.?YY??=0?70152??Shear?Corr.?YZ??=0.009013??Shear?Corr.?ZZ????=0?177842???圖2.1城軌交通橋梁箱梁橫截面??Fig.?2.1?Cross?section?of?box?girder?for?the?ur
規(guī)范取值。??表2.?1車輛設計荷載??Table?2.?1?Design?loads?of?vehicles??"?設計軸重(kN)?均布密度??車輛設計荷載?編組??—??—?——??滿載?空載?滿載(kN/m)??A?型?8?輛?160?90?28.10??B?型?6?輛?140?80?28.71??輕軌型?8輛?110?70?27.85??結合工程實際及車輛荷載的標準,擬采用B型車輛設計荷載,其荷載結構布置如下??圖2.5所示,并且在施加荷載時,應該考慮剎車荷載對結構的作用荷載的參數,及沖擊??系數的影響,按照相關規(guī)定,取值為0.8。??-??5?m?2.35m??^?Jr ̄mJr? ̄ ̄士2.2,>?士??1?4?0?K.?N?1?4?0?K?N?I40K?N?I?4?0?K?N??!?I??i??”務?^?I?^??)?I?9.5?m??,——…---????f??圖2.5地鐵B型荷載示意圖??Fig.?2.5?Schematic?diagram?of?subway?type?B?load??12??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于加速度內積向量和灰云模型的結構損傷識別[J]. 王玉山,田良,郭惠勇. 重慶大學學報. 2018(01)
[2]基于加速度二次協方差矩陣參數變化比法的環(huán)境振動下結構損傷識別[J]. 王立新,李雪艷,姜慧,朱嘉健. 振動與沖擊. 2016(08)
[3]基于軌道交通斜拉橋應力監(jiān)測的荷載識別技術[J]. 程輝,鐘繼衛(wèi),楊曉燕,梅秀道,王翔,郭翠翠. 江南大學學報(自然科學版). 2015(06)
[4]基于加速度響應相關性的結構損傷識別方法[J]. 閆維明,顧大鵬,陳彥江,楊小森. 振動與沖擊. 2013(14)
[5]上海軌道交通橋梁技術狀況評定方法研究[J]. 朱妍,朱毅. 山西建筑. 2012(27)
[6]基于結構動態(tài)響應統計特征的損傷指標研究[J]. 楊曉明,劉海卿. 地震工程與工程振動. 2009(02)
[7]基于車致振動的橋梁損傷識別[J]. 單德山,李喬. 西南交通大學學報. 2009(01)
[8]城市高架橋典型病害分析與預防性對策[J]. 陳炳聰,張俊平,張力文. 科技經濟市場. 2008(06)
[9]城市軌道交通高架橋自振特性與動力響應研究[J]. 顧戌華,夏禾,郭薇薇. 北方交通. 2007(11)
[10]基于振動的結構損傷識別方法的近期研究進展[J]. 韓大建,王文東. 華南理工大學學報(自然科學版). 2003(01)
博士論文
[1]城市軌道交通引起的環(huán)境振動預測與評估[D]. 魏鵬勃.北京交通大學 2009
碩士論文
[1]基于小波分析的剛構橋損傷識別與評估研究[D]. 毛科強.長安大學 2017
[2]基于車橋耦合振動信號的橋梁結構損傷識別研究[D]. 黃杰忠.南昌大學 2016
[3]基于時間序列的結構損傷概率方法研究[D]. 盧宏彬.華南理工大學 2016
[4]基于沖擊振動測試的橋梁快速安全評估[D]. 張欣.東南大學 2016
[5]基于小波分析和移動荷載作用的連續(xù)梁橋損傷識別研究[D]. 李曉鵬.鄭州大學 2016
[6]基于加速度響應的Benchmark結構損傷識別研究[D]. 徐德健.重慶大學 2015
[7]移動體系與結構相互作用分析及ANSYS實現[D]. 陳一鉑.石家莊鐵道大學 2015
[8]地震和列車作用下軌道交通橋梁的響應分析[D]. 劉哲.大連理工大學 2013
[9]基于小波分析的含片狀裂紋橋梁結構損傷識別方法研究[D]. 應宏偉.長沙理工大學 2012
[10]高速鐵路車—軌—橋耦合作用下橋梁結構共振響應分析[D]. 張曉丹.華中科技大學 2012
本文編號:2910195
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