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營期行車舒適性、耐久性甚至安全性的重要方面?；炷潦湛s徐變效應(yīng)屬于長期效應(yīng)，車橋耦合效應(yīng)屬于短期效應(yīng)，但無論哪種效應(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，本文重點對基于收縮徐變效應(yīng)和車橋耦合效應(yīng)的合理線形控制關(guān)鍵技術(shù)進行研究，通過研究旨在找到合

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一步研究及實橋應(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炷潦湛s徐變效應(yīng)各模型和計算方法闡述的基礎(chǔ)上，結(jié)合實測環(huán)境濕度、實測環(huán)境溫度和實際材料情況，得到了收縮徐變效應(yīng)的合理預(yù)測模型(CEB-FIB90)和合適計算方法。通過大跨軌道斜拉橋混凝土收縮徐變效應(yīng)的有限元模型計算和實測數(shù)據(jù)分析表明混凝土

3、收縮徐變效應(yīng)的實測值與模型預(yù)測值相差2cm以內(nèi)，從而實現(xiàn)對采用的模型的分析與驗證;
　?、趯α熊?軌道-橋梁耦合作用的模型、相互作用、運動方程分析后，結(jié)合實橋的動載試驗數(shù)據(jù)，對大跨軌道斜拉橋的動力響應(yīng)及動力特性指標(biāo)進行了分析。得到了主橋跨中處最大動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;
　?、弁ㄟ^狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和預(yù)拱度的表達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)分析軟件對實橋進行編程計算，得到了實橋線形控制的預(yù)測值。實橋預(yù)拱度和線形的計算值、實測值與預(yù)測值的對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)對線形控制的影響，分析和驗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