一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测方法，该方法包括基于桥梁内实际钢筋分布构建高铁桥梁区段的第一局部模型，通过截面积法优化第一局部模型，得到第二局部模型；计算第二局部模型的等效直流电阻值和等效接地电阻值，构建第二局部模型的等效电路；根据等效电路构建高铁桥梁区段的直流通路模型，基于直流通路模型对整个高铁桥梁区段进行仿真检测。本发明专利技术相比目前普遍采用钢轨、贯通地线作为模型的建模思路，构建的模型更为精细准确，且仿真结果更丰富，可以得到铁路系统各个部分的直流电流分布情况，为高铁桥梁接地系统整体内部电压、电流分布提供了有力工具。

【技术实现步骤摘要】
一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测方法
本申请涉及铁路接地系统
，具体而言，涉及一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测方法。
技术介绍
当高速铁路附近存在直流电流源，大地中的直流电流会流入高速铁路的综合接地系统。为了分析此情况对整个高铁系统可能产生的影响，需要对高铁接地系统进行建模仿真检测。目前国内外针对高铁综合接地系统的建模，通常取钢轨、综合贯通地线及PW保护线作为整个系统的模型。其建模相对简单，未针对铁路接地系统不同区段的结构进行区分，也未将与接地系统相连接的所有接地设施均纳入考虑，因此仿真结果存在一定误差。此外，为了获得高铁接地系统各部分的直流电流分布情况，同时保证仿真结果的准确性，必须要针对高铁接地系统进行精确的建模。但铁路系统构造复杂，不同区段差异较大，而且通常跨度几十或几百公里，若采用常规方法，则建模工作量过大、效率过低。
技术实现思路
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测方法。第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测方法，所述方法包括：基于桥梁内实际钢筋分布构建高铁桥梁区段的第一局部模型，通过截面积法优化所述第一局部模型，得到第二局部模型；计算所述第二局部模型的等效直流电阻值和等效接地电阻值，构建所述第二局部模型的等效电路；根据所述等效电路构建所述高铁桥梁区段的直流通路模型，基于所述直流通路模型对整个所述高铁桥梁区段进行仿真检测。优选的，所述通过截面积法优化所述第一局部模型，得到第二局部模型，包括：获取所述第一局部模型中地面以上桥梁部分的钢筋空间分布；将所述钢筋空间分布中延伸方向相同且相邻的多根钢筋等效为总截面积相同的一根钢筋，得到第二局部模型。优选的，所述计算所述第二局部模型的等效直流电阻值和等效接地电阻值，构建所述第二局部模型的等效电路，包括：向所述第二局部模型中注入单位电流，获得所述第二局部模型上的电压分布与电流分布；基于所述电压分布与电流分布计算所述局部模型中设置于两桥墩之间的梁体的等效直流电阻值；基于所述电压分布与电流分布分别计算所述局部模型中两所述桥墩和设置于所述桥墩下方地面内的桩基础的等效接地电阻值；根据所述等效直流电阻值和各所述等效接地电阻值构建所述第二局部模型的等效电路。优选的，所述根据所述等效电路构建所述高铁桥梁区段的直流通路模型，包括：依次连接若干所述第二局部模型，直至所有所述第二局部模型的总长度与所述高铁桥梁区段的总长度相同，记录所述第二局部模型的模型数量；基于所述模型数量连接所述等效电路，得到所述高铁桥梁区段的直流通路模型。第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测装置，所述装置包括：优化模块，用于基于桥梁内实际钢筋分布构建高铁桥梁区段的第一局部模型，通过截面积法优化所述第一局部模型，得到第二局部模型；计算模块，用于计算所述第二局部模型的等效直流电阻值和等效接地电阻值，构建所述第二局部模型的等效电路；构建模块，用于根据所述等效电路构建所述高铁桥梁区段的直流通路模型，基于所述直流通路模型对整个所述高铁桥梁区段进行仿真检测。第三方面，本专利技术实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法的步骤。第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法。本专利技术的有益效果为：1.相比目前普遍采用钢轨、贯通地线作为模型的建模思路，构建的模型更为精细准确，且仿真结果更丰富，可以得到铁路系统各个部分的直流电流分布情况，为高铁桥梁接地系统整体内部电压、电流分布提供了有力工具。2.基于桥梁内钢筋空间分布进行局部模型的构建，并采用分段建模与直流等效的方式，在保持建模精密度的同时大大减小了建模工作量和花费的时间。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。图1为本申请实施例提供的一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测方法的流程示意图；图2为本申请实施例提供的实际桥梁结构举例示意图；图3为本申请实施例提供的高铁桥梁区段的第二局部模型的举例示意图；图4为本申请实施例提供的第二局部模型的直流电阻计算原理举例示意图；图5为本申请实施例提供的第二局部模型的接地电阻计算原理举例示意图；图6为本申请实施例提供的等效电路的构成举例示意图；图7为本申请实施例提供的一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测装置的结构示意图；图8为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下述介绍中，术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述介绍提供了本专利技术的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本专利技术也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征A、B、C，另一个实施例包含特征B、D，那么本专利技术也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。下面的描述提供了示例，并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本
技术实现思路
的范围的情况下，对描述的元素的功能和布置做出改变。各个示例可以适当省略、替代或添加各种过程或组件。例如所描述的方法可以以所描述的顺序不同的顺序来执行，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，可以将关于一些示例描述的特征组合到其他示例中。参见图1，图1是本申请实施例提供的一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测方法的流程示意图。在本申请实施例中，所述方法包括：S101、基于桥梁内实际钢筋分布构建高铁桥梁区段的第一局部模型，通过截面积法优化所述第一局部模型，得到第二局部模型。在本申请实施例中，桥梁中各处钢筋较多，比较复杂，为了确保构建模型的准确性，故先将根据桥梁内的实际钢筋分布构建出桥梁区段的第一局部模型。再通过截面积法对第一局部模型进行优化，将能够整合的钢筋等效合并，得到第二局部模型，以此在确保检测精准度的同时减少对模型各参数计算的耗时。在一种可实施方式中，所述通过截面积法优化所述第一局部模型，得到第二局部模型，包括：获取所述第一局部模型中地面以上桥梁部分的钢筋空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测方法，其特征在于，所述方法包括：/n基于桥梁内实际钢筋分布构建高铁桥梁区段的第一局部模型，通过截面积法优化所述第一局部模型，得到第二局部模型；/n计算所述第二局部模型的等效直流电阻值和等效接地电阻值，构建所述第二局部模型的等效电路；/n根据所述等效电路构建所述高铁桥梁区段的直流通路模型，基于所述直流通路模型对整个所述高铁桥梁区段进行仿真检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测方法，其特征在于，所述方法包括：
基于桥梁内实际钢筋分布构建高铁桥梁区段的第一局部模型，通过截面积法优化所述第一局部模型，得到第二局部模型；
计算所述第二局部模型的等效直流电阻值和等效接地电阻值，构建所述第二局部模型的等效电路；
根据所述等效电路构建所述高铁桥梁区段的直流通路模型，基于所述直流通路模型对整个所述高铁桥梁区段进行仿真检测。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过截面积法优化所述第一局部模型，得到第二局部模型，包括：
获取所述第一局部模型中地面以上桥梁部分的钢筋空间分布；
将所述钢筋空间分布中延伸方向相同且相邻的多根钢筋等效为总截面积相同的一根钢筋，得到第二局部模型。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述第二局部模型的等效直流电阻值和等效接地电阻值，构建所述第二局部模型的等效电路，包括：
向所述第二局部模型中注入单位电流，获得所述第二局部模型上的电压分布与电流分布；
基于所述电压分布与电流分布计算所述局部模型中设置于两桥墩之间的梁体的等效直流电阻值；
基于所述电压分布与电流分布分别计算所述局部模型中两所述桥墩和设置于所述桥墩下方地面内的桩基础的等效接地电阻值；
根据所述等效直流电阻值和各所述等效...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晨琨，张波，黄军，何金良，张华志，宋伟，吕文利，陈争，曹艳川，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42