高速铁路桥梁动力性能和检测技术-第3部分评判标准测试方法和数据处理方法.ppt

随着极限状态设计方法和预应力混凝土结构的应用，在满足强度要求的前提下梁体可具有较低的刚度，但随着列车运行速度的提高，设计中速度参数α超过0.33的情况也逐渐增加。为适应近年来的新干线高速化的发展现状，日本于2004年编制了新版《铁道构造物设计标准—混凝土结构》，并于2006年制定了《铁道构造物设计标准—变形限制》。新标准较1992版标准有很大的变化，主要是不再规定桥梁频率的下限，提供了设计冲击系数μ根据速度参数α、桥梁跨度与车辆长度之比的查询曲线。图2梁体冲击系数查询表我国CRH系列车长一般在25m左右，与日本“H荷载”接近。则5~40m跨度的简支梁由于移动荷载列引起的冲击系数如表5所示。从中可以看出，按我国《200~250暂规》和《300~350暂规》规定，计算冲击系数μ在0.60~2.4之间，最大冲击系数出现在10m(250km/h和350km/h)、32m(350km/h)跨度。表7按我国《200~250暂规》和《300~350暂规》竖向自振频率限值和实测频率依据日本规范计算冲击系数μ对比表（注意：动力系数=1+μ）跨度（m）冲击系数μ（250设计）冲击系数μ（250实际）冲击系数μ（350设计）冲击系数μ（350实际）5.01.08/1.08/6.01.05/1.05/8.01.28/1.20/10.02.40/2.00/12.00.78/0.70/16.00.900.1860.84/20.00.80/0.60/24.00.810.086~0.3280.810.34832.00.890.292~0.3102.180.31040.00.68/0.680.225前面论述了我国梁体竖向自振频率限值偏低。但由于我国客运专线的实际梁体竖向自振频率远高于限值，所以根据日本规范计算的动力系数不大（最大冲击系数出现在350km/h的24m梁），实测也证明了这一点。（2）梁体横向参数评价标准①横向振幅《桥检规》规定：横向刚度的通常值：预应力混凝土梁，跨中横向振幅L/14.7B（mm）（客车，160v≤200km/h）、L/7.0B（货列重车，v80km/h）。有桥面系低合金钢桁梁跨中横向振幅L/4.6B（mm）（客车，160v≤200km/h）、L/2.2B（货列重车，v80km/h）。②横向加速度《桥检规》规定梁体横向振动加速度不大于1.4m/s2（由于是低速结果，暂不采用）。关于梁体横向振动加速度信号的处理方法，《桥检规》没有明确。为同车辆构架稳定性测试要求相一致，采用10Hz低通数字滤波。③横向自振频率《既有线提速200km/h技术条件（试行）》规定L≤64m简支的混凝土梁、下承式钢桁梁、钢板梁的横向自振频率不应小于60/L0.8（Hz）。《铁路桥涵设计基本规范》规定：不同结构类型桥梁的横向自振频率f应满足下表容许值的要求。表8不同结构类型桥梁的横向自振频率f容许值结构类型适用跨度L（m）横向自振频率f容许值（Hz）上承式钢梁24～40＞60/L0.8下承式钢板梁24～32＞55/L0.8半穿式钢桁梁40～48＞60/L0.8下承式钢桁梁48～80＞65/L0.8预应力混凝土梁24～40＞55/L0.8梁体的横向刚度应按梁体的横向自振频率和梁体的水平挠度进行控制。对其进行规定是为了防止列车在桥上脱轨，保证列车安全通过桥梁。（3）桥墩横向参数评价标准《桥检规》规定的墩顶横向振幅通常值和桥墩横向自振频率通常值见下表。表9墩顶横向振幅和桥墩横向自振频率通常值注：H为墩全高（自基底或桩承台底至墩顶）（m）；H1为墩高（自基顶或桩承台顶至墩顶）（m）；B为墩身横向平均宽度（m）。（4）位移评价标准日本《铁路结构物设计标准及解说（钢桥、结合梁桥）》：端横梁的拼接纵梁位置处的挠度限度值2mm（新干线）、3mm（既有铁路130km/hv≤160km/h）。《高速铁路工程动态验收指导意见（报批稿）》：200~250km/h高速铁路在动车组作用下钢桥端横梁的拼接纵梁位置处的挠度不应大于2mm，300~350km/h高速铁路在动车组作用下钢桥端横梁的拼接纵梁位置处的挠度不应大于1mm。《200客货共线暂规》：纵向活动支座的横向位移不大于±1mm。《桥检规》：中小跨度钢筋混凝土或预应力混凝