本文選題：鄭州高鐵站　切入點(diǎn)：軌道梁　出處：《南京理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：鄭州高鐵站位于鄭州市鄭東新區(qū),是目前國內(nèi)最大的交通樞紐之一。其軌道梁采用“鋼骨混凝土柱+雙向預(yù)應(yīng)力混凝土箱形框架梁+現(xiàn)澆混凝土樓板”的結(jié)構(gòu)體系,在國內(nèi)高鐵承軌橋梁中首次應(yīng)用,突破了傳統(tǒng)單線式橋梁的范圍。本課題結(jié)合鄭州高鐵站結(jié)構(gòu)特點(diǎn),通過在軌道梁的關(guān)鍵位置上安裝光纖光柵傳感器,構(gòu)建可以實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)測的傳感網(wǎng)絡(luò),獲取列車進(jìn)出站臺過程的應(yīng)變數(shù)據(jù),研究預(yù)應(yīng)力軌道梁在列車移動荷載作用下的動態(tài)變形規(guī)律。在高鐵列車進(jìn)出站期間,實(shí)時(shí)同步監(jiān)測不同列車荷載組合下結(jié)構(gòu)關(guān)鍵截面的應(yīng)變變化,并通過編寫MATLAB程序,對大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析處理,獲得各種受力模式下的應(yīng)變時(shí)程曲線,分析列車移動荷載作用對結(jié)構(gòu)的影響。在列車運(yùn)營1年時(shí)間內(nèi)共捕捉9種不同的荷載模式,由各傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)可以得到一些基本規(guī)律：(1)在列車進(jìn)站和出站期間,結(jié)構(gòu)變形有明顯的對稱關(guān)系；而隨著列車進(jìn)出站過程,結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)明顯的周期性變形,振幅由車廂自重與乘客重量決定,變化周期與列車車速表現(xiàn)為負(fù)相關(guān),而列車�？空九_期間的數(shù)值由列車車輪�？课恢脹Q定。(2)截面跨中位置上部出現(xiàn)壓縮應(yīng)變,下部位置出現(xiàn)拉伸應(yīng)變,中部位置靠近截面中和軸幾乎沒有變形,可以得到跨中截面承受正彎矩,而支座截面的變形與跨中截面有明顯的對稱性。(3)主梁、次梁及橫向主梁截面?zhèn)鞲衅骶O(jiān)測到應(yīng)變變化,可以判斷列車荷載施加在軌道板上,部分荷載通過順軌向主梁傳遞至兩端柱子,部分荷載通過次梁傳遞至橫向主梁,力在結(jié)構(gòu)中的傳遞方向明確。(4)橫向主梁采用預(yù)應(yīng)力箱梁結(jié)構(gòu),靠近柱子兩端為實(shí)心矩形柱,梁跨中位置為空心箱梁,其關(guān)鍵截面上監(jiān)測到微小的應(yīng)變,說明相鄰軌道間影響很小。結(jié)合有限元軟件ABAQUS建模計(jì)算,對軌道梁結(jié)構(gòu)在列車進(jìn)出站期間的變形規(guī)律進(jìn)行對比驗(yàn)證。結(jié)果表明：FBG傳感技術(shù)能夠準(zhǔn)確監(jiān)測軌道梁結(jié)構(gòu)各截面的應(yīng)變,較好的實(shí)現(xiàn)了對鄭州高鐵站軌道梁的受力變形狀態(tài)的實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)測,而軌道梁在列車動荷載作用下表現(xiàn)出較好的受力變形性能。
[Abstract]:Located in Zheng Dong New District of Zhengzhou City, Zhengzhou High Speed Railway Station is one of the largest transportation hubs in China at present. Its track beam adopts the structure system of "two-way prestressed concrete box frame beam cast-in-place concrete floor slab of steel reinforced concrete column". For the first time in China, it has broken through the scope of the traditional single-wire bridge. According to the structural characteristics of Zhengzhou high-speed railway station, the fiber Bragg grating sensor is installed at the key position of the track beam. The sensor network which can be dynamically monitored in real time is constructed to obtain the strain data of the train entering and leaving the platform, and the dynamic deformation law of the prestressed track beam under the train moving load is studied. The strain changes of key sections of the structure under different train load combinations are monitored synchronously in real time, and the strain time history curves under various stress modes are obtained by compiling MATLAB program to analyze and process a large number of monitoring data. The influence of train moving load on the structure is analyzed. Nine different load modes are captured in one year of train operation, and some basic laws can be obtained from the monitoring data of each sensor.) during the period of train entry and exit, some basic laws can be obtained from the monitoring data of each sensor. The structural deformation has obvious symmetry relation, but with the train entering and leaving station process, the structure will appear obvious periodic deformation, the amplitude is determined by the weight of the carriage and the passenger weight, and the period of change is negatively correlated with the train speed. However, the value of the train during the stop platform is determined by the train wheel stop position. The compression strain appears in the upper part of the cross section, the tensile strain in the lower part, and almost no deformation in the middle position near the section and the axis. It can be obtained that the middle section of the span bears positive bending moment, while the deformation of the bearing section and the section of the middle section of the span have obvious symmetry. The strain changes are monitored by the sensors of the secondary beam and the transverse main beam, which can be used to judge that the train load is applied on the track slab. Part of the load passes along the track to the main beam to the two ends of the column, and part of the load is passed through the secondary beam to the transverse main beam. The transfer direction of the force in the structure is clear. 4) the transverse main beam is a prestressed box girder structure, and near the two ends of the column is a solid rectangular column. The central position of the beam is a hollow box girder. The small strain is monitored on the key section of the beam, which shows that the influence between adjacent tracks is very small. The finite element software ABAQUS is used to model and calculate. The deformation law of rail beam structure during train entry and exit station is compared and verified. The results show that the strain of rail beam structure can be accurately monitored by the FBG sensor technology. The real-time dynamic monitoring of the deformation state of the track beam in Zhengzhou high-speed railway station is well realized, and the track beam shows a better mechanical deformation performance under the dynamic load of the train.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U446

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本文編號：1598604