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随着我国铁路建设事业的发展,铁路桥梁的数量也在逐年增加,桥梁作为铁路干线的重要节点,其健康状况将直接影响整条线路的正常运营,而桥墩作为支撑上部结构的重要构件,其发生病害后往往对整个桥梁的服役性能产生影响,因此如何准确评估铁路桥墩的健康状况具有十分重要的意义。
本文以朔黄重载铁路为工程背景,以水中桥墩常见病害为研究出发点,分析了病害机理及定量表征方法。通过理论推导提出了一套基于简化模型的多跨简支梁桥水中墩健康状态评估方法,解决了存在墩梁耦合效应的多跨简支梁桥墩健康状态的定量评估问题,然后经过数值计算、现场试验对该方法进行了验证。最后针对多跨简支梁水中桥墩的病害讨论了不同的整治措施并评价加固效果。主要研究工作和结论如下:
(1)分析了铁路多跨简支梁桥水中墩基础冲刷和墩身腐蚀的病害机理及定量表征方法,并研究了病害对多跨简支梁桥横桥向频谱特性的影响。
(2)考虑多跨简支梁桥体系中的墩梁耦合效应,理论推导出梁体等效集中质量的计算公式,提出了基于简化模型的多跨简支梁桥水中墩健康状态的评估方法及评估流程。
(3)数值计算验证了评估方法的合理性,同时对该方法的影响因素及适用范围进行分析得出:对于普通铁路多跨简支梁桥,可依据首峰频率及相应的振型利用模型修正理论识别桥墩参数,且该评估方法不仅适用于单线普通铁路多跨简支梁桥而且适用于双线普通铁路及墩高、地质条件发生改变的情况。
(4)以朔黄重载铁路多跨简支梁桥为试验对象,探究了基于简化模型的桥墩健康状态评估方法的合理测点布置形式,试验验证了该方法的可行性,同时应用所提出的评估方法,按照既定的评估流程,实现了对朔黄重载铁路水中墩健康状态的定量评估。
(5)以多跨简支梁水中桥墩病害为研究对象,针对不同病害讨论了相应的整治措施,评价加固效果;然后利用所提的评估方法准确识别了加固后的桥墩参数,进一步说明了方法的合理性和优越性。
本文以朔黄重载铁路为工程背景,以水中桥墩常见病害为研究出发点,分析了病害机理及定量表征方法。通过理论推导提出了一套基于简化模型的多跨简支梁桥水中墩健康状态评估方法,解决了存在墩梁耦合效应的多跨简支梁桥墩健康状态的定量评估问题,然后经过数值计算、现场试验对该方法进行了验证。最后针对多跨简支梁水中桥墩的病害讨论了不同的整治措施并评价加固效果。主要研究工作和结论如下:
(1)分析了铁路多跨简支梁桥水中墩基础冲刷和墩身腐蚀的病害机理及定量表征方法,并研究了病害对多跨简支梁桥横桥向频谱特性的影响。
(2)考虑多跨简支梁桥体系中的墩梁耦合效应,理论推导出梁体等效集中质量的计算公式,提出了基于简化模型的多跨简支梁桥水中墩健康状态的评估方法及评估流程。
(3)数值计算验证了评估方法的合理性,同时对该方法的影响因素及适用范围进行分析得出:对于普通铁路多跨简支梁桥,可依据首峰频率及相应的振型利用模型修正理论识别桥墩参数,且该评估方法不仅适用于单线普通铁路多跨简支梁桥而且适用于双线普通铁路及墩高、地质条件发生改变的情况。
(4)以朔黄重载铁路多跨简支梁桥为试验对象,探究了基于简化模型的桥墩健康状态评估方法的合理测点布置形式,试验验证了该方法的可行性,同时应用所提出的评估方法,按照既定的评估流程,实现了对朔黄重载铁路水中墩健康状态的定量评估。
(5)以多跨简支梁水中桥墩病害为研究对象,针对不同病害讨论了相应的整治措施,评价加固效果;然后利用所提的评估方法准确识别了加固后的桥墩参数,进一步说明了方法的合理性和优越性。