基于分布式宏应变影响包络线的铁路桥梁刚度快速评估方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51808219
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0806.工程建造与服役
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Stiffness of railway bridges directly affects the track smoothness of railways, which will lead to deterioration of the track conditions and endanger the safety of train operation. The existed railway bridge verification specification is mainly used for the traveling trains with the maximum speed less than 200km/h, and there are no relevant regulations for the operation and performance evaluation of high-speed railway bridges. Aiming at the shortcomings of existing high-speed railway bridge stiffness and deflection verification, the distributed long gauge strain sensing technology is applied in this project to evaluate and verify the stiffness of bridge superstructure under high-speed train load. Study the method of extracting the distributed macro-strain influence envelope of the bridge under the high speed train loads; On this basis, the mechanical relationship between the macro-strain influence envelope and the bridge stiffness will be studied, and put forward the theory of stiffness verification for bridge superstructure. Study on the rapid detection method of bridge deflection based on distributed macro-strain influence line; give the threshold range of the early earning of the stiffness and deflection of the bridge superstructure through the numerical simulation and experimental study; realize the rapid and automatic evaluation, verification and early warning of the stiffness and deflection of the superstructure of the high speed railway bridge. The research results will provide a new method for rapid detection of superstructure stiffness of high speed railway bridges, and improve the automation level of railway bridge maintenance, which has both value of theory and practice.
铁路桥梁刚度直接影响轨道平顺性,桥梁刚度退化将造成桥梁受很大冲击力,危及列车运行安全。现有铁路桥梁检定规范适用于最高车速小于200km/h的旅行客车既有桥梁检定,缺乏针对高速铁路桥梁运营性能测试评定相关规定。针对现有高速铁路桥梁安全评估存在的不足,本项目拟采用分布式长标距应变传感监测技术,对铁路桥梁上部结构刚度状况进行快速安全评估。研究高速列车荷载作用下桥梁分布式宏应变影响包络线提取方法;在此基础上,研究宏应变影响包络线幅值和桥梁纵向刚度之间的力学关系,提出基于此方法的桥梁上部结构刚度快速评定理论;研究基于分布式宏应变影响线的桥梁挠度快速检定方法;通过数值分析和试验研究,给出桥梁上部结构刚度和挠度预警的阈值,实现对高速铁路桥梁上部结构刚度和挠度的快速、自动化评估及预警。研究成果将为高速铁路桥梁上部结构刚度快速安全评估提供新方法,提高铁路桥梁管养自动化水平,具有理论和实际应用的双重价值。

结项摘要

桥梁结构为高铁路线上的重要组成结构物,如何保证其在运营期间保持良好的健康状态,对保障高铁运输安全畅通具有重要的意义。尤其是在高速铁路桥梁至今已服役10年的背景下,面对大量高速铁路桥梁,快速、有效的进行桥梁的安全监测评估具有重要的工程意义。.针对于传统电阻应变计过于局部、难以捕捉桥梁结构的整体信息和易受电磁干扰等问题,采用高速列车荷载作用下桥梁宏应变影响包络线直接监测评估桥梁刚度以及识别损伤。首先,为了解决监测过程中长标距应变传感器受温度影响的问题,本项目建立了BFRP材料封装的长标距光纤光栅传感器中心波长与环境温度之间的数值模型关系,分析了BFRP材料封装的长标距光纤光栅传感器的灵敏度,并与一般长标距光纤光栅传感器的灵敏度进行了对比,提出了该传感器温度补偿方法,该方法可用于传感器在工程实际监测运用中,排除环境温度变化对传感器长标距应变提取的影响;其次,提出了高速列车荷载下铁路桥梁的分布式宏应变影响包络线的快速提取方法,通过数值模拟,研究了高速列车荷载作用下的桥梁损伤位置、损伤数量对宏应变时程曲线及其时程面积的影响;研究了列车速度对宏应变时程曲线及其时程面积的影响规律,提出了损伤定量分析指标,建立了高速列车荷载作用下基于分布式长标距光纤光栅传感器的刚度监测与损伤识别的方法。最后开展现场实桥测试试验,验证了本文所提方法的可行性。本项目研究成果丰富了现有高铁桥梁安全评估的方法,且光纤光栅技术与应变影响线理论的结合,可实现快速有效的对封闭运营状态下的高铁桥梁精准的刚度监测。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
The anti-arch inhibition effect of multispan continuous girder bridge strengthened with prestressed CFRP plates
预应力CFRP板加固多跨连续梁桥的防拱效果
  • DOI:
    10.1016/j.istruc.2021.11.055
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
    Structures
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Bitao Wu;Yujian Zhou;Xiang Yin;Zucai Lin;Zhenwei Zhou
  • 通讯作者:
    Zhenwei Zhou
不同约束体系曲线梁桥震害调查及损伤模式分析
  • DOI:
    10.13465/j.cnki.jvs.2020.12.015
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴刚;王克海;宋帅;吴必涛;王帅
  • 通讯作者:
    王帅
基于宏应变监测的 CFRP 板桥梁加固预 应力评估理论研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    华东交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄志刚;黄卫国;尹祥;吴必涛
  • 通讯作者:
    吴必涛
纤维封装长标距应变传感器 的温度灵敏系数实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    激光与光电子学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴必涛;林泽方;曾远来;林祖才;卢华喜
  • 通讯作者:
    卢华喜
Vibration prediction based on the coupling method of half-train model and 3D refined finite element ground model
基于半列车模型与3D精细有限元地面模型耦合方法的振动预测
  • DOI:
    10.1016/j.compgeo.2021.104133
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
    Computers and Geotechnics
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Wu Bitao;Zeng Yuanlai;Zhou Zhenwei;Wu gang;Lu huaxi
  • 通讯作者:
    Lu huaxi

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其他文献

钢筋桁架混凝土楼板人致振动舒适度分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    华东交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    卢华喜;刘美豪;吴必涛;梁平英
  • 通讯作者:
    梁平英
基于振动分析的钢筋桁架混凝土楼板等效计算模型研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    建筑结构
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    卢华喜;蔡茂凯;刘美豪;吴必涛
  • 通讯作者:
    吴必涛
地铁引起装配式结构振动的组合碟形弹簧隔振研究
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1006-1355.2022.03.035
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    噪声与振动控制
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    卢华喜;罗青峰;周瑜健;吴必涛;梁平英;方超
  • 通讯作者:
    方超
运行列车引起基础—结构体系振动的三维数值分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    华东交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姜海凤;卢华喜;吴必涛;梁平英
  • 通讯作者:
    梁平英
列车激励下钢框架结构不同形式楼板的振动特性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    噪声与振动控制
  • 影响因子:
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  • 作者:
    卢华喜;周领;刘美豪;吴必涛;梁平英
  • 通讯作者:
    梁平英

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吴必涛的其他基金

随机列车-轨道-桥梁耦合振动下桥梁宏应变影响包络线演变机理及安全预警
  • 批准号:
    52368042
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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