[发明专利]一种铁路T梁病害影响评估方法、系统、终端设备及可读存储介质

说明书

本发明公开了一种铁路T梁病害影响评估方法、系统及可读存储介质，包括如下步骤：S1：构建列车‑轨道‑桥梁系统的空间振动分析模型，并将桥梁病害状态引入所述空间振动分析模型；S2：基于引入病害状态后的所述空间振动分析模型进行模拟得到σsubgt;p/subgt;‑V关系和σsubgt;c/subgt;‑V关系；S3：基于所述σsubgt;p/subgt;‑V关系、所述σsubgt;c/subgt;‑V关系以及系统横向振动稳定性判别准则识别系统横向振动是否稳定，若所述系统横向振动稳定，列车运行安全，不会发生脱轨。同时，基于Δσsubgt;c/subgt;＝Δσsubgt;p/subgt;获取到横向振动失稳临界车速Vsubgt;cr/subgt;以及容许极限车速Vsubgt;L/subgt;，利用本发明所述方法可以有效地分析病害是否会影响行车安全、甚至是否引起脱轨，并可进一步得到列车抗脱轨安全度。

技术领域

本发明属于列车安全控制技术领域，具体涉及一种铁路T梁病害影响评估方法、系统、终端设备及可读存储介质。

背景技术

桥梁是重载铁路的重要基础设施，其中双片式简支预应力混凝土T梁桥是重载铁路的常见桥型。随着货物列车轴重日益增大、编组车辆数增多、行车速度逐渐提高、行车密度不断增大及受温度、雨水等复杂环境影响，既有桥梁病害显著增多，劣化速度加快。我国多条铁路干线混凝土梁出现混凝土梁体开裂、挠度增大、横向振动加剧等病害，并且病害状态下常出现桥梁跨中横向振幅超过规范要求，致使桥上行车晃动剧烈，严重时甚至引起列车脱轨。如京山线滦河特大桥上连续两次列车脱轨、京广线郑州黄河特大桥上列车脱轨等。可见，桥梁病害对行车安全及平稳具有直接影响，保证列车运行安全性、平稳性是重载铁路长期服役的首要任务。

混凝土梁体开裂、横隔板断裂、梁体横向振幅超限是T梁典型病害，病害是铁路桥梁健康状态好坏的反映。目前，国内外关于铁路桥梁健康状态的检测、监测及评估方面的研究已有一些报道。主要包括：

(1)在公开号为CN 104655385的中国发明专利中，以重锤为激振源，从横桥向和顺桥向冲击桥梁下部结构，测得桥梁整体和局部振动模态；建立桥梁下部结构动力分析模型，以实测模态为目标，优化有限元模型，识别下部结构实际支座刚度、墩身刚度参数和基础约束刚度参数，然后将识别值与设计值进行对比用于评价桥梁下部结构健康状态。

(2)在公开号为CN 110793737A的中国发明专利中，建立带转动约束的弹性支承边界梁模型，通过推导该模型挠度影响线的解析式，并结合有限元算例分析，将所提挠度影响线方法用于装配式梁结构的损伤识别研究，研究了影响线测点位置、局部损伤位置与程度对识别结果的影响，为既有装配式铁路桥梁结构的损伤识别与服役性能评估提供方法借鉴与研究思路。

(3)在公开号为CN 108775993B的中国发明专利中，通过现场实验，测得车辆过桥导致的桥梁底部测点挠度响应，并结合车辆车轴信息，引入多段函数模型经数学反算求得测点的挠度影响线(该影响线包含桥梁损伤相关信息)；基于测点位置建立能反映未损状态的基函数-“未损基函数”；结合挠度影响线和未损基函数构建损伤指标，通过损伤指标曲线局部峰值点可进行损伤定位。

(4)在公开号为CN 107885927A的中国发明专利中，通过对桥梁系统进行数据观测，实时获取桥梁系统的观测数据，同时，每滑动一个设定长度的时间窗口，则采用随机子空间算法对该时间窗口内的观测数据进行计算，得到该时间窗口内观测数据所对应的模态参数信息，通过计算相邻两个时间窗口对应的模态参数信息之间的变化率，进而判断计算出的变化率是否达到预警阈值。该方法能够实现在时域上对桥梁模态参数进行跟踪识别。