大跨軌道斜拉橋合理線形控制關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著軌道交通事業(yè)的迅速發(fā)展，用于軌道交通的大跨度軌道斜拉橋日趨增多。大跨徑軌道斜拉橋合理線形是保證運(yùn)營(yíng)期行車舒適性、耐久性甚至安全性的重要方面。混凝土收縮徐變效應(yīng)屬于長(zhǎng)期效應(yīng)，車橋耦合效應(yīng)屬于短期效應(yīng)，但無(wú)論哪種效應(yīng)都是影響軌道斜拉橋合理線形控制的重要因素，并且這兩種效應(yīng)至今未被完全掌握，橋梁合理線形控制方面也未形成統(tǒng)一的、明確的理論和規(guī)范。因此，本文重點(diǎn)對(duì)基于收縮徐變效應(yīng)和車橋耦合效應(yīng)的合理線形控制關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，通過(guò)研究旨在找到合

2、理的收縮徐變模型，找到車橋耦合效應(yīng)與線形控制的關(guān)系，找到合理的軌道橋梁合理線形控制方法，為今后同類橋梁線形控制方法的進(jìn)一步研究及實(shí)橋應(yīng)用提供一定的依據(jù)。本文研究的主要內(nèi)容和結(jié)論包括:
　?、僭趯?duì)混凝土收縮徐變效應(yīng)各模型和計(jì)算方法闡述的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)測(cè)環(huán)境濕度、實(shí)測(cè)環(huán)境溫度和實(shí)際材料情況，得到了收縮徐變效應(yīng)的合理預(yù)測(cè)模型(CEB-FIB90)和合適計(jì)算方法。通過(guò)大跨軌道斜拉橋混凝土收縮徐變效應(yīng)的有限元模型計(jì)算和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析表明混凝土

3、收縮徐變效應(yīng)的實(shí)測(cè)值與模型預(yù)測(cè)值相差2cm以內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)采用的模型的分析與驗(yàn)證;
　　②對(duì)列車-軌道-橋梁耦合作用的模型、相互作用、運(yùn)動(dòng)方程分析后，結(jié)合實(shí)橋的動(dòng)載試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)大跨軌道斜拉橋的動(dòng)力響應(yīng)及動(dòng)力特性指標(biāo)進(jìn)行了分析。得到了主橋跨中處最大動(dòng)位移和最大靜位移之比，依據(jù)該比值得到了車橋耦合效應(yīng)與預(yù)拱度設(shè)置（線形控制）之間的定量關(guān)系;
　　③通過(guò)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和預(yù)拱度的表達(dá)式得到了考慮混凝土收縮徐變和車橋耦合效應(yīng)的卡爾曼濾波

4、線形控制方法。采用MATLAB數(shù)學(xué)分析軟件對(duì)實(shí)橋進(jìn)行編程計(jì)算，得到了實(shí)橋線形控制的預(yù)測(cè)值。實(shí)橋預(yù)拱度和線形的計(jì)算值、實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的對(duì)比分析表明基于混凝土收縮徐變和車橋耦合效應(yīng)的卡爾曼濾波線形控制方法對(duì)大跨軌道斜拉橋合理線形控制效果良好;
　　⑤完成了亞洲第一、世界第二大軌道斜拉橋合理線形控制的分析，驗(yàn)證了上述采用的收縮徐變模型的可靠性，分析了車橋耦合效應(yīng)對(duì)線形控制的影響，分析和驗(yàn)證了考慮混凝土收縮徐變和車橋耦合效應(yīng)的卡爾曼濾波線