[发明专利]高速铁路桥梁相似化分解

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，具体涉及轨道交通桥梁。

背景技术

从轨道交通建设的情况来看，高架桥梁以运营稳定，能充分利用空间，节约土地，建设周期短，运营能耗小等优点而得到了广泛的应用，桥梁工程占轨道交通基础设施比重较大，常用标准跨度高速铁路桥梁占桥梁比重也较大。因此，桥梁安全控制是保障轨道交通有序运营的基础，而标准跨度简支梁安全控制是其中的重点。但是，现有的桥梁安全控制理论主要面向桥梁单体，对整体线路的宏观控制尚缺少理论依据，无法满足轨道交通高效安全控制的需求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高速铁路桥梁相似化分解，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

高速铁路桥梁相似化分解，其特征在于，采用集合划分流程，所述集合划分流程包括初始集生成、集合归并、环境异动修正这三个步骤，具体如下：

第一步：根据高速铁路桥梁的材料特性、截面特性、二期恒载信息进行数据映射与聚类分析，从而实现初始集生成；

第二步：采用曲率模态和小波分析对动力测试中获取的所述简支桥梁一阶振型进行处理，获取曲率模态的小波系数，并按照所述小波系数对初始集进行归并；

第三步：根据桥梁运营环境的不同，应用碳化准则对桥梁长期运营性能进行预测，从而引入性能劣化的时序特性对集合中心桥梁代表性的影响，进行环境异动修正。

本发明以轨道交通常用的标准跨径高速铁路桥梁为对象，通过高速铁路桥梁梁的集合划分流程，以实现为轨道交通桥梁的线路级宏观安全控制提供理论支撑的目的。

所述初始集生成中，在高速铁路桥梁路基内埋入一传感器系统，传感器系统包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器，以及位移传感器；数据采集子系统还包括联网信息采集系统；

温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器，分别用于采集温度、湿度、压力、位移参数；联网信息采集系统用于与外围计算机进行数据交互；

温度传感器、湿度传感器、压力传感器，以及位移传感器，均采用无线传感器，所述无线传感器的电源输入端连接有一震动发电电源；

所述震动发电电源包括一压电陶瓷片，压电陶瓷片通过一整理稳压电路连接一蓄电电容，蓄电电容采用钽电容，胆电容后方连接有一施密特触发电路，进而连接所述无线传感器的电源输入端；

在胆电容电压超过一设定阈值时，施密特触发电路开始为无线传感器供电；在胆电容电压低于另一设定阈值时停止供电。以便于不断获得桥梁路基内部的精确数值。

压电陶瓷片可以在下雨、刮风、车辆行驶中产生足够的电能，供无线传感器使用。

温度传感器、湿度传感器、压力传感器，以及位移传感器埋设在高速铁路桥梁路基内。以实现无需外接电源的持久供电。并获得路基内部更加精确的数值。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1，高速铁路桥梁相似化分解，采用集合划分流程，集合划分流程包括初始集生成、集合归并、环境异动修正这三个步骤，具体如下：

第一步：根据高速铁路桥梁的材料特性、截面特性、二期恒载信息进行数据映射与聚类分析，从而实现初始集生成；

初始集生成的目的是根据桥梁的几何、材料、运营环境等因素，按照桥梁对象间的相似性进行分组，最终将线路内桥梁划分为具有相近特征的若干个集合。桥梁分类可以形式化的描述为：

为线路级桥梁集，其中b_j＝(b_j1,b_j2,……,b_jm)，为桥梁的属性值。线路级桥梁集可划分为K个类T＝{T₁,T₂,……,T_K}，其中T满足：T_i≠φ，T_i∩T_j＝φ。

数据映射是将线路级桥梁分类中涉及的数值型属性转化为文本型。应用k-modes算法。该过程可以描述为：

f:D→A