PDF《王景全铁路梁桥挠度智能主动控制_王景全》

第5卷第3期2005 年9月交通运输工程学报Journal of T raffic and Transportation Engineering Vol.

5 No.

3 Sept.

2005 收稿日期 : 2005-

03 -

17 基金项目 : 国家自然科学基金项目(50378015) 作者简介 : 王景全(1976 - ), 男 ,河南唐河人 , 东南大学博士研究生 , 从事预应力混凝土桥梁结构研究. 文章编号 : 1671- 1637(2005)03 -

0052 -

04 铁路梁桥挠度智能主动控制 王景全 ,刘钊,吕志涛 (东南大学 混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室, 江苏 南京 210096) 摘要: 为实现当前轨道交通对桥梁微挠度的要求 ,研究了行车条件下对铁路梁桥挠度进行主动控 制的方法, 提出了可以实时调节索力的智能预应力系统的概念及结构,以中国铁路

32 m 跨度后张 预应力混凝土标准简支梁为例 ,考虑快速移动车辆荷载, 采用有限元分析方法, 分析了智能预应力 的效应,提出了一个实现微挠度梁桥的智能预应力控制算法 .结果显示智能预应力系统可以调节 结构在静活载下的挠度,使其达到跨度的

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200 ,在相同挠度控制标准下可以降低梁高达到

10 % 以上 ,使桥梁始终处于最佳服役状态. 关键词: 桥梁工程;

智能预应力系统 ;

挠度控制 ;

微挠度梁桥 ;

控制算法 中图分类号 : U448.

13 文献标识码 : A Intelligent active control of railway girder bridge deflection Wang Jing- quan , Liu Zhao , Lu Zhi- tao (Key Laboratory for Reinforced Concrete and Prestressed Concrete St ructures of Ministry of Education , Southeast University, Nanjing 210096, China) Abstract: The active control of railw ay bridge deflection w as investigated to reach the goal of micro- deflection. The concept of intelligent prestressed system (IPS ) w as presented. The configuration and details of IPS w ere introduced. The Chinese railw ay post- prestressed concrete standard girder bridge w as analysed with finite element analysis method. An effectual and simple control algorithm for IPS w as put forw ard. The results indicate that the ratio of girder span to mid- span deflection can reach

3 200 , the highth of girder can be reduced by

10 %, it is feasible that the system can regulate the force of cable in real time , and control the deflection of railw ay girder bridge.

8 figs ,

9 refs. Key words:bridge engineering ;

intelligent prestressed system ;

deflection control ;

micro- deflection girder bridge ;

control algorithm Author resume : Wang Jing- quan(1976 - ), male, doctoral student , 86- 25- 83790780, w jqyy @ sina. com.

0 引言近年来,城市轨道交通发展迅猛,高速轮轨铁路 和磁悬浮铁路正日益受到世人的普遍关注 [

1 , 2] . 法、 德 、日等国大量修建轮轨高速铁路;

德国 Ems- land 和日本山梨兴建了高速磁悬浮列车试验线.中 国在轨道交通研究领域取得大量研究成果, 已修建 第一条快速客运专线 ― ― ―秦沈线 ;

并在上海浦东机 场至龙阳路地铁站之间修建了世界上第一条投入商 业运营的磁悬浮线路.高速轨道交通要求轨道梁必 须有足够的平顺性和较小的动挠度, 活荷载引起梁 的反复变形 ,变形幅度(即挠度)愈大可能发生的冲 击和振动也愈强烈, 对行车的安全性和舒适性都有 较大的影响 .例如 ,磁悬浮车辆与支承- 导向平面之 间不接触 ,但其间的空气间隙仅有

5 ~

10 mm , 悬浮 气隙的安全余量 、 轨道梁不平顺限制公差与轨道梁 动挠度三者之和必须小于名义悬浮气隙 .这意味着 对车道结构只容许很小的变形和公差, 如上海磁悬 浮列车运营线要求由车辆荷载产生的竖向挠度小于