高铁桥梁行车安全评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种高铁桥梁行车安全评估方法，方法包括：将一桥梁的多个桥梁变形样本输入预设的解析模型，获得与多个桥梁变形样本中每一个桥梁变形样本一一对应的多个钢轨附加变形样本；钢轨铺设在桥梁表面；根据多个钢轨附加变形样本和一轨道列车的多个行驶速度样本，得出对应的多个行驶状态；其中，多个钢轨附加变形样本中的每一个钢轨附加变形样本与多个行驶速度样本中的每一个行驶速度样本一一配对得出多个行驶状态中的每一个行驶状态；根据多个行驶状态，得出能保证轨道列车正常行驶时的桥梁变形极限样本。通过对轨道桥梁的形变进行足量的推算，评测出能够保证轨道列车正常在轨道桥梁上行驶的极限情形。

【技术实现步骤摘要】
高铁桥梁行车安全评估方法及装置
本专利技术属于交通工程
，具体而言，涉及一种高铁桥梁行车安全评估方法及装置。
技术介绍
我国高速铁路目前已由大规模建造阶段进入到长期运营阶段，该阶段面临的重大问题是如何高效维护和管理已有庞大规模的高速铁路基础结构，使其能够长期安全、稳定地运营。桥梁结构作为高速铁路重要的基础结构形式，在已建高速铁路线路中占有很大比例。数量巨大的“以桥代路”式高速铁路中很多线路都位于深厚软土地质区，在列车荷载的长期作用下软土地基会产生较大的附加沉降，因此位于这些软土地质区域的高速铁路桥梁结构在运营过程中沉降。因为桥梁轨道的变形，使列车的行车安全存在一定的隐患。
技术实现思路
有鉴于此，第一方面，本专利技术实施例的目的在于提供一种高铁桥梁行车安全评估方法，所述方法包括：将一桥梁的多个桥梁变形样本输入预设的解析模型，获得与所述多个桥梁变形样本中每一个桥梁变形样本一一对应的多个钢轨附加变形样本；所述钢轨铺设在所述桥梁表面；将所述多个钢轨附加变形样本和一轨道列车的多个行驶速度样本输入预设的模拟模型，得出对应的多个行驶状态；其中，所述多个钢轨附加变形样本中的每一个钢轨附加变形样本与所述多个行驶速度样本中的每一个行驶速度样本一一配对得出所述多个行驶状态中的每一个行驶状态；根据所述多个行驶状态，得出能保证所述轨道列车正常行驶时的桥梁变形极限样本。进一步的，所述的将一桥梁的多个桥梁变形样本输入预设的解析模型，获得与所述多个桥梁变形样本中每一个桥梁变形样本一一对应的多个钢轨附加变形样本，包括：根据所述多个桥梁变形样本，得到与所述多个桥梁变形样本一一对应的多个扣件形变力；所述扣件为所述桥梁和所述钢轨之间的弹簧连接组件；根据所述多个扣件形变力，得到与所述多个扣件形变力一一对应的多个钢轨附加变形样本。进一步的，所述的根据所述多个桥梁变形样本，得到与所述多个桥梁变形样本一一对应的多个扣件形变力，计算如下：设[P]为扣件竖向力矩，则[P]＝kfy([I]+kfy[L]-kfy[D])-1[R]其中，kfy为扣件竖向弹簧刚度，[L]为钢轨竖向变形的扣件力影响矩阵，[I]为sum×sum阶的单位矩阵，[D]为轨道板竖向变形的扣件力影响矩阵，[R]为桥梁结构竖向变形影响矩阵。进一步的，所述的根据所述多个扣件形变力，得到与所述多个扣件形变力一一对应的多个钢轨附加变形样本，计算如下：设sum个扣件位置处的钢轨竖向变形值为Yrt(Xr)，则其中，lt≤Xr<lt+1，t＝1,2,…,sum；Yrt为第t个扣件位置处的钢轨变形；Xr为钢轨位于整体坐标系的纵向坐标值；φr0为Xr＝0处的钢轨转角；EIr为钢轨竖向抗弯刚度；Qr0为Xr＝0处的钢轨剪力；lk为第k个扣件位于整体坐标系的纵向坐标值；Pk为作用于钢轨上的扣件力，与作用于轨道板上的扣件力方向相反。进一步的，所述的根据所述多个行驶状态，得出能保证所述轨道列车正常行驶时的桥梁变形极限样本，包括：选择出所述多个行驶状态中分别属于正常行驶和非正常行驶的一对相邻的行驶状态；选择所述一对相邻的行驶中为正常行驶的行驶状态所对应的桥梁变形样本为所述桥梁变形极限样本。第二方面本专利技术提供了一种高铁桥梁行车安全评估装置，包括：解析模块、第一运算模块和第二运算模块；所述解析模块，用于将一桥梁的多个桥梁变形样本输入预设的解析模型，获得与所述多个桥梁变形样本中每一个桥梁变形样本一一对应的多个钢轨附加变形样本；所述钢轨铺设在所述桥梁表面；所述第一运算模块，用于将所述多个钢轨附加变形样本和一轨道列车的多个行驶速度样本输入预设的模拟模型，得出对应的多个行驶状态；其中，所述多个钢轨附加变形样本中的每一个钢轨附加变形样本与所述多个行驶速度样本中的每一个行驶速度样本一一配对得出所述多个行驶状态中的每一个行驶状态；所述第二运算模块，用于根据所述多个行驶状态，得出能保证所述轨道列车正常行驶时的桥梁变形极限样本。进一步的，所述解析模块包括：第一解析单元和第二解析单元；所述第一解析单元，用于根据所述多个桥梁变形样本，得到与所述多个桥梁变形样本一一对应的多个扣件形变力；所述扣件为所述桥梁和所述钢轨之间的弹簧连接组件；所述第二解析单元，用于根据所述多个扣件形变力，得到与所述多个扣件形变力一一对应的多个钢轨附加变形样本。进一步的，所述第一解析单元的计算如下：设[P]为扣件竖向力矩，则[P]＝kfy([I]+kfy[L]-kfy[D])-1[R]其中，kfy为扣件竖向弹簧刚度，[L]为钢轨竖向变形的扣件力影响矩阵，[I]为sum×sum阶的单位矩阵，[D]为轨道板竖向变形的扣件力影响矩阵，[R]为桥梁结构竖向变形影响矩阵。进一步的，所述第二解析单元的计算如下：设sum个扣件位置处的钢轨竖向变形值为Yrt(Xr)，则其中，lt≤Xr<lt+1，t＝1,2,…,sum；Yrt为第t个扣件位置处的钢轨变形；Xr为钢轨位于整体坐标系的纵向坐标值；φr0为Xr＝0处的钢轨转角；EIr为钢轨竖向抗弯刚度；Qr0为Xr＝0处的钢轨剪力；lk为第k个扣件位于整体坐标系的纵向坐标值；Pk为作用于钢轨上的扣件力，与作用于轨道板上的扣件力方向相反。进一步的，所述第二解析模块包括:第一选择单元和第二选择单元；所述第一选择单元，用于选择出所述多个行驶状态中分别属于正常行驶和非正常行驶的一对相邻的行驶状态；所述第二选择单元，用于选择所述一对相邻的行驶中为正常行驶的行驶状态所对应的桥梁变形样本为所述桥梁变形极限样本。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术实施例提供了一种高铁桥梁行车安全评估方法，所述方法包括：将一桥梁的多个桥梁变形样本输入预设的解析模型，获得与所述多个桥梁变形样本中每一个桥梁变形样本一一对应的多个钢轨附加变形样本；所述钢轨铺设在所述桥梁表面；将所述多个钢轨附加变形样本和一轨道列车的多个行驶速度样本输入预设的模拟模型，得出对应的多个行驶状态；其中，所述多个钢轨附加变形样本中的每一个钢轨附加变形样本与所述多个行驶速度样本中的每一个行驶速度样本一一配对得出所述多个行驶状态中的每一个行驶状态；根据所述多个行驶状态，得出能保证所述轨道列车正常行驶时的桥梁变形极限样本。通过对轨道桥梁的形变进行足量的推算，评测出能够保证轨道列车正常在轨道桥梁上行驶的极限情形。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术第二实施例提供的一种高铁桥梁行车安全评估方法的流程图；图2为本专利技术第三实施例提供的一种高铁桥梁行车安全评估装置的模块示意图；图3为本专利技术第三实施例提供的一种高铁桥梁行车安全评估装置的解析模块的模块示意图；图4为本专利技术第三实施例提供的一种高铁桥梁行车安全评估装置的第二运算模块的模块示意图。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高铁桥梁行车安全评估方法，其特征在于，所述方法包括：将一桥梁的多个桥梁变形样本输入预设的解析模型，获得与所述多个桥梁变形样本中每一个桥梁变形样本一一对应的多个钢轨附加变形样本；所述钢轨铺设在所述桥梁表面；将所述多个钢轨附加变形样本和一轨道列车的多个行驶速度样本输入预设的模拟模型，得出对应的多个行驶状态；其中，所述多个钢轨附加变形样本中的每一个钢轨附加变形样本与所述多个行驶速度样本中的每一个行驶速度样本一一配对得出所述多个行驶状态中的每一个行驶状态；根据所述多个行驶状态，得出能保证所述轨道列车正常行驶时的桥梁变形极限样本。

【技术特征摘要】
1.一种高铁桥梁行车安全评估方法，其特征在于，所述方法包括：将一桥梁的多个桥梁变形样本输入预设的解析模型，获得与所述多个桥梁变形样本中每一个桥梁变形样本一一对应的多个钢轨附加变形样本；所述钢轨铺设在所述桥梁表面；将所述多个钢轨附加变形样本和一轨道列车的多个行驶速度样本输入预设的模拟模型，得出对应的多个行驶状态；其中，所述多个钢轨附加变形样本中的每一个钢轨附加变形样本与所述多个行驶速度样本中的每一个行驶速度样本一一配对得出所述多个行驶状态中的每一个行驶状态；根据所述多个行驶状态，得出能保证所述轨道列车正常行驶时的桥梁变形极限样本。2.根据权利要求1所述的高铁桥梁行车安全评估方法，其特征在于，所述的将一桥梁的多个桥梁变形样本输入预设的解析模型，获得与所述多个桥梁变形样本中每一个桥梁变形样本一一对应的多个钢轨附加变形样本，包括：根据所述多个桥梁变形样本，得到与所述多个桥梁变形样本一一对应的多个扣件形变力；所述扣件为所述桥梁和所述钢轨之间的弹簧连接组件；根据所述多个扣件形变力，得到与所述多个扣件形变力一一对应的多个钢轨附加变形样本。3.根据权利要求2所述的高铁桥梁行车安全评估方法，其特征在于，所述的根据所述多个桥梁变形样本，得到与所述多个桥梁变形样本一一对应的多个扣件形变力，所述多个扣件形变力的矩阵的计算如下：设[P]为多个扣件形变力的矩阵，则[P]＝kfy([I]+kfy[L]-kfy[D])-1[R]其中，kfy为扣件竖向弹簧刚度，[L]为钢轨竖向变形的扣件力影响矩阵，[I]为sum×sum阶的单位矩阵，[D]为轨道板竖向变形的扣件力影响矩阵，[R]为桥梁结构竖向变形影响矩阵。4.根据权利要求3所述的高铁桥梁行车安全评估方法，其特征在于，所述的根据所述多个扣件形变力，得到与所述多个扣件形变力一一对应的多个钢轨附加变形样本，计算如下：设sum个扣件位置处的钢轨竖向变形值为Yrt(Xr)，则其中，lt≤Xr<lt+1，t＝1,2,…,sum；Yrt为第t个扣件位置处的钢轨变形；Xr为钢轨位于整体坐标系的纵向坐标值；φr0为Xr＝0处的钢轨转角；EIr为钢轨竖向抗弯刚度；Qr0为Xr＝0处的钢轨剪力；lk为第k个扣件位于整体坐标系的纵向坐标值；Pk为作用于钢轨上的扣件力，与作用于轨道板上的扣件力方向相反。5.根据权利要求4所述的高铁桥梁行车安全评估方法，其特征在于，所述的根据所述多个行驶状态，得出能保证所述轨道列车正常行驶时的桥梁变形极限样本，包括：选择出所述多个行驶状态中分别属于正常行驶和非正常行驶的一对相邻的行驶状态；选择所述一对相邻的行驶中为正常行驶的行驶状...

【专利技术属性】
技术研发人员：勾红叶，蒲黔辉，石晓宇，周文，王君明，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51