铁路桥梁状态评估方法
高速铁路桥梁梁体徐变的观测与计算
高速铁路桥梁梁体徐变的观测与计算
高速铁路桥梁梁体的徐变观测和计算是为了预测和评估桥梁使用过程中的变形情况和安全状态。
徐变是指由于荷载作用引起的材料的变形现象，包括弹性徐变和塑性徐变。
观测徐变通常使用测量仪器，如应变计和位移仪器。
通过布设在桥梁梁体上的应变计，可以测量到不同部位的应变情况，从而间接估计梁体的变形情况。
位移仪器可以直接测量桥梁梁体的位移情况。
计算徐变一般采用数值计算方法，如有限元法。
有限元法将桥梁梁体分割成许多小的单元，每个单元的变形情况都可以通过计算来得到，然后将所有单元的变形情况组合起来得到整体的徐变情况。
在进行徐变观测和计算时，还需要考虑到桥梁梁体的材料特性、荷载情况和边界条件等因素的影响。
此外，对于长期使用的桥梁，还需要考虑到时间效应，即随着时间的推移，桥梁材料的徐变情况可能会发生变化。
通过观测和计算桥梁梁体的徐变，可以评估桥梁结构的安全性，并及时采取必要的维修和加固措施，保证高速铁路桥梁的正常运行和使用。
桥梁技术状况评定标准
桥梁技术状况评定标准桥梁是连接两地的重要交通工程，其安全性、稳定性和耐久性直接关系到交通运输的顺畅和人民生命财产的安全。
因此，对桥梁技术状况进行评定是非常重要的。
桥梁技术状况评定标准是指对桥梁结构、材料、施工工艺等方面进行综合评价的一套标准体系，其目的是为了及时发现桥梁存在的问题，采取相应的维修和加固措施，确保桥梁的安全和可靠性。
本文将从桥梁技术状况评定标准的内容和实施方法两个方面进行介绍。
首先，桥梁技术状况评定标准的内容主要包括桥梁结构的安全性、材料的耐久性、施工工艺的合理性等方面。
在评定桥梁结构的安全性时，需要考虑桥梁的承载能力、抗震性能、抗风性能等因素，通过对桥梁结构的计算分析和现场检测，确定桥梁的结构是否存在裂缝、变形、变形等安全隐患。
评定桥梁材料的耐久性时，需要考虑材料的强度、耐久性、防腐性等因素，通过对桥梁材料的取样检测和实验室试验，确定材料的使用年限和是否需要更换。
评定桥梁施工工艺的合理性时，需要考虑施工工艺的合理性、施工质量和施工工艺的适应性等因素，通过对桥梁的施工记录和施工工艺进行检查，确定施工工艺是否存在质量问题和安全隐患。
其次，桥梁技术状况评定标准的实施方法主要包括桥梁结构的计算分析、现场检测、材料的取样检测、实验室试验和施工工艺的检查等方法。
在进行桥梁结构的计算分析时，需要采用有限元分析等先进的计算方法，对桥梁的结构进行受力分析和稳定性分析，确定桥梁的承载能力和安全系数。
在进行现场检测时，需要采用无损检测、振动测试等技术手段，对桥梁的结构进行检测，发现桥梁存在的裂缝、变形等安全隐患。
在进行材料的取样检测和实验室试验时，需要采用化学分析、物理试验等方法，对桥梁材料进行检测，确定材料的强度、耐久性等指标。
在进行施工工艺的检查时，需要对施工记录和施工工艺进行检查，发现施工工艺存在的质量问题和安全隐患。
综上所述，桥梁技术状况评定标准是确保桥梁安全和可靠性的重要手段，其内容包括桥梁结构的安全性、材料的耐久性、施工工艺的合理性等方面，其实施方法包括桥梁结构的计算分析、现场检测、材料的取样检测、实验室试验和施工工艺的检查等方法。
铁路桥梁检定评估管理办法
铁路桥梁检定评估管理办法第一章总则第一条为加强中国铁路总公司（以下简称总公司）运营铁路桥梁检定评估工作的管理，提高桥梁检定评估技术水平，根据《铁路技术管理规程》，制定本办法。
第二条桥梁检定评估必须严格执行国家有关法律、法规、技术标准、规范、规程。
第三条桥梁检定评估应遵循科学、客观、严谨、公正的原则，提供真实、准确、可靠的检定评估数据和报告。
第四条总公司对系统内铁路桥梁检定评估机构的技术能力实行等级管理。
第五条桥梁检定评估工作基本任务：桥梁承载能力、疲劳寿命和抗洪能力的检定评估；重要桥梁的定期检定评估；病害、灾害桥梁伤损检定评估；以及为桥梁运用条件的确定及大修、技术改造提供依据等。
第六条铁路桥梁检定评估机构应和极采用先进设备和新技术。
桥梁检定评估技术人员应积极参加培训，提高业务水平。
第二章检定评估的职责分工和组织实施第七条总公司运输局负责桥梁检定评估技术等级管理，监督指导铁路局桥梁检定评估工作，组织铁道基础设施检测中心开展桥梁检定评估相关技术工作。
第八条铁道基础设施检测中心在总公司运输局的业务指导下，承担铁路桥梁检定评估机构技术等级评审和日常监督管理；组织对技术复杂桥梁的检定评估方案和报告的审查；开展桥梁检定评估技术指导、人员培训和技术交流等。
第九条铁路局负责本局桥梁检定评估工作，组织桥梁检定评估机构开展桥梁检定评估工作。
第十条铁路局应根据《铁路技术管理规程》有关规定、总公司要求、桥梁实际运营状况，编制铁路局桥梁检定评估年度计划。
第十一条铁路局按桥梁检定评估年度计划，编制年度预算计划并安排下达。
第十二条总公司运输局在铁路局年度检定评估计划的基础上，组织铁道基础设施检测中心对技术复杂桥梁检定评估试验方案和报告进行审查，审查后的检定评估试验方案报总公司运输局批准后实施。
对其他桥梁，当试验需要超出线路允许速度时，应制定安全措施，评估试验方案报运输局批准后实施。
第十三条根据铁路桥梁检定评估机构技术等级管理要求，铁路局可委托其它桥梁检定评估机构负责或参与桥梁检定评估试验工作。
公路桥梁技术状况等级评定
公路桥梁技术状况等级评定公路桥梁技术状况等级评定是一项重要的工作，有助于对桥梁设施进行有效的管理和维护。
评定桥梁技术状况等级的过程通常包括对桥梁结构、材料和设备的检查，并通过评分体系对其技术状况进行量化。
以下是一般的公路桥梁技术状况等级评定的一般步骤：桥梁信息收集：收集桥梁的基本信息，包括设计文件、建造年代、使用情况、桥梁类型、主要材料等。
这些信息有助于为评定提供背景和基础数据。
桥梁检查和评估：进行定期的现场检查和评估，包括对桥梁结构、支座、墩柱、梁、铰接等的视觉检查，以及可能的非破坏性检测。
这一步骤需要资深的结构工程师和技术专家参与。
结构健康评估：对桥梁结构的健康状况进行评估，包括检测裂缝、腐蚀、变形、疲劳等。
通过使用结构健康监测设备，可以收集实时数据，帮助评估桥梁的长期性能。
荷载能力评估：评估桥梁的荷载能力，包括确定其承载能力、疲劳寿命等。
这有助于确保桥梁在正常使用情况下的安全性。
材料测试：进行桥梁材料的测试，包括混凝土、钢材等。
这有助于了解桥梁结构材料的性能和剩余寿命。
环境因素考虑：考虑桥梁所处环境对其影响，如气候、潮湿度、盐腐蚀等。
这些因素可能对桥梁的耐久性和维护要求产生影响。
技术状况等级划分：利用一定的评分体系，将桥梁技术状况划分为不同的等级。
这通常涵盖了从优秀到危险等级的范围，每个等级对应一定的维护和修复需求。
维护和修复计划：根据评定结果，制定相应的维护和修复计划。
这可能包括定期检查、紧急修复、改造等工作，以确保桥梁在其设计寿命内安全可靠地运行。
监测与更新：实施定期的桥梁监测系统，并根据实际使用和环境变化，定期更新技术状况等级评定。
以上步骤是一个通用的公路桥梁技术状况等级评定的基本框架。
具体的评定标准和细节可能因国家、地区或机构而异，需要根据实际情况进行调整。
铁路桥梁检定
铁路桥梁检定铁路桥梁是铁路运输系统中重要的组成部分，对于确保列车安全和顺畅运行起着关键作用。
因此，对铁路桥梁进行定期的检定工作显得尤为重要。
本文将介绍铁路桥梁检定的目的、方法以及其在铁路运输系统中的作用。
一、检定目的铁路桥梁检定的主要目的是评估桥梁的结构完整性和承载能力，确保其能够安全可靠地承受列车的荷载。
通过检定，可以及时发现桥梁的结构问题和缺陷，为后续的维修和加固工作提供依据。
同时，检定还可以评估桥梁的使用寿命，为修建新的桥梁提供经验和参考。
二、检定方法1. 目视检查：检定人员首先进行桥梁的目视检查，观察桥梁的外观和结构是否存在明显的破损、变形或腐蚀等问题。
同时，还要检查桥墩、桥面、栏杆等部位是否完好，是否存在松动和裂缝等现象。
2. 静载试验：静载试验是一种常用的桥梁检定方法。
通过在桥梁上加压，模拟列车通过时的荷载情况，评估桥梁的承载能力。
试验时需要考虑列车的最大荷载和速度等因素，确保试验的真实性和准确性。
3. 动载试验：动载试验是模拟列车通过桥梁时的振动情况，评估桥梁的结构稳定性和动态响应能力。
试验时需要安装传感器来监测桥梁的振动情况，并进行数据分析和处理。
4. 非破坏性检测：非破坏性检测是一种用于评估桥梁结构完整性的重要方法。
通过使用声波、超声波、磁力、雷达等技术，检测桥梁内部的缺陷和裂纹等问题。
这种方法可以在不破坏桥梁结构的情况下，提供较准确的检测结果。
三、检定的作用1. 确保列车安全：铁路桥梁作为列车行驶的通道，其安全性直接关系到列车的安全。
通过定期检定，可以及时发现桥梁的结构问题和缺陷，避免发生桥梁坍塌和事故等情况，保障列车和乘客的安全。
2. 提高运输效率：桥梁的承载能力直接影响列车的运输能力和效率。
通过检定，可以评估桥梁的承载能力，合理安排列车的荷载，提高运输效率，减少运输成本。
3. 延长使用寿命：定期检定可以评估桥梁的使用寿命，及时发现并修复桥梁的结构问题，延长桥梁的使用寿命，减少维修和加固成本。
桥梁检测评定与加固方法一
第一章 绪 论
1.2 桥梁检测与加固的意义
➢避免桥梁事故的发生； ➢采用检测评定等相应措施防止桥梁事故的发生，并降低桥梁养护 维修的总体费用有其重要意义。
我国的公路、铁路交通事业已经发展到相当的规模，到2003年底 全国公路网中有各式桥梁310,774座，累计长度达12,466,143延米， 其中按《公路桥梁养护技术规范》归类为危险等级的桥梁为10,443 座，计378,439延米。 早在1994年秋的统计结果，我国铁路桥梁共有病害桥6,137座， 占桥梁总数的18.8%，其中混凝土桥2,675座，占病害桥梁的43.6%。 美国联邦公路局(FHWA)1989年的统计数据表明全美578，000座 桥梁的41%在结构上存在缺陷；截至2003年，美国约有588,930座 桥梁，而病害桥梁约为158,859座，约占桥梁总数的27%。可见病 害桥梁数量巨大，且逐年增长。
第一章 绪 论
1.2.2 桥梁的检测评估方法 桥梁在长期使用过程中会发生各种结构损伤，导致其发
生局部损伤的原因主要有： ➢使用、维护不当， ➢车祸事故等人为因素， ➢地震、风暴等自然灾害， ➢交通量猛增加剧桥梁结构的自然老化等。 以上因素均导致了铁路桥梁承载能力和耐久性的降低，
甚至影响到运营的安全。
特大型桥梁的修建，给桥梁的管理和维护提出了新的课题，鉴 于此类桥梁所赋予的重要意义，常规的检测已经难以保证此类桥 梁安全性与耐久性的需要。因此，能够远程、实时、在线的监测 系统即长期健康监控系统的研建已经得到广泛关注。
第一章 绪 论
1.2.1 我国铁路桥梁特点
非客运专线铁路桥梁，我国铁路常用跨度混凝土简支梁有以下 特点： （1） 种类繁多，活载大 （2） 双片式、单线桥面布置 （3） 设计标准不统一 （4） 部分标准梁的设计存在缺陷 （5） 部分混凝土梁的施工质量不良 （6） 干线铁路多数混凝土梁老龄化
铁路桥梁检定评估工作规则
铁路桥梁检定评估工作规则第一章总则第1.1条铁路桥梁是铁路基础设备的重要组成部分，具有技术性强、结构构造复杂、投资大、修建修复困难等特点。
铁路桥梁在长期的运营中，除承受设计运营荷载外，还需经受列车提速、重载、超重货物列车的作用，遭受地震、洪水、泥石流等自然灾害的侵袭和风雨、冰冻、有害物质的侵蚀，以及车或船的意外撞击等。
因此，做好铁路桥梁检定评估工作，对保证铁路运输安全畅通有着重要的意义。
为加强桥梁检定评估工作的技术管理，做到专业化、系统化和规范化，特制定本规则。
第1.2条桥梁检定评估工作是直接关系到行车安全的技术性工作。
其基本任务是：1.对桥梁的承载能力进行检定，提出其运用条件。
2.在运营条件下，检定、评估桥梁结构的适应性，确定最高运行速度和最大运营荷载。
3.根据《铁路技术管理规程》，每十年对技术复杂的桥梁进行一次检定；对其它桥梁根据实际需要进行。
4.对桥梁孔径和基础冲刷进行调查、检算，确定其抗洪能力。
5.对桥梁病害进行调查分析，提出养护措施和整治意见。
6.对拟加固、换梁、扩孔、改建的桥梁进行技术状态检定评估，为加固、改造决策提供依据。
7.新建特大桥、新型结构及加固后重要桥梁的竣工检定。
8.铁路桥梁有关试验方法、技术标准等的编制和修订。
9.积累桥梁技术资料，充实桥梁管理数据库，提高桥梁检定评估技术水平,实现桥梁科学管理。
第1.3条桥梁检定评估工作应积极采用先进设备、推广新技术，不断推动检查、检算、测试、评估手段的技术进步，以达到经济、高效、准确的目的，逐步实现铁路桥梁检定评估工作的专业化和规范化。
第1.4条铁路桥梁检定评估必须严格执行国家和铁道部颁发的有关法规、规程、规范、技术标准。
提供的数据和报告必须科学、准确、公正。
第1.5条各铁路局均应设置负责桥梁设备技术状态检定评估工作的部门。
铁道部基础设施检测中心负责全路桥梁检定评估技术归口管理。
第二章检定评估的组织第2.1条铁道部基础设施检测中心在铁道部运输局业务指导下，组织对技术复杂桥梁设备、主要干线病害严重的桥梁设备及突发事件造成的桥梁设备损害的检定评估、技术咨询以及对铁路局桥梁检定评估部门技术人员的技术培训。
铁路桥梁检定
铁路桥梁检定铁路桥梁检定是指对铁路桥梁进行定期的检查和评估，以确保其安全可靠运行。
铁路桥梁作为重要的交通设施，承载着铁路运输的重要任务，因此其安全性和可靠性至关重要。
本文将介绍铁路桥梁检定的意义、方法和要点，以及对桥梁结构的评估和维修。
一、铁路桥梁检定的意义铁路桥梁是铁路线路中的重要组成部分，其安全性直接关系到铁路运输的安全和稳定性。
桥梁经受长期的列车荷载和外界环境的影响，容易出现结构疲劳、腐蚀等问题。
因此，定期对桥梁进行检定，能够及时发现和解决潜在的安全隐患，确保桥梁的正常运行。
铁路桥梁检定主要包括外观检查、结构力学性能测试和破坏性试验等方法。
1. 外观检查：通过对桥梁的外观进行观察，检查是否存在裂缝、变形、腐蚀等问题。
同时，还需要对桥墩、支座和梁体等关键部位进行检查，确保其完好无损。
2. 结构力学性能测试：通过对桥梁的荷载试验和振动测试，获取桥梁的结构响应和动力特性，判断其受力性能是否满足要求。
这需要使用专业的检测设备和工具，如应变计、加速度计等。
3. 破坏性试验：在需要对桥梁进行维修、加固或改造的情况下，可以进行破坏性试验，以获取桥梁的结构参数和材料性能。
这需要对桥梁进行部分拆除或取样，进行实验室测试。
三、铁路桥梁检定的要点铁路桥梁检定需要注意以下几个要点：1. 检定周期：根据桥梁的使用年限、荷载情况和环境条件等因素，确定合理的检定周期。
一般来说，大桥的检定周期较短，小桥的检定周期较长。
2. 检定标准：根据国家和行业的标准，制定桥梁检定的具体要求和方法。
这些标准包括桥梁的安全系数、结构强度、荷载能力等指标。
3. 检定报告：对桥梁的检定结果进行记录和分析，并形成检定报告。
报告应包括桥梁的基本信息、检定方法、检定结果和评估意见等内容，以便后续的维修和管理工作。
四、桥梁结构的评估和维修根据桥梁的检定结果，对其结构的安全性和可靠性进行评估。
如果发现桥梁存在安全隐患或不满足使用要求，需要及时采取维修、加固或改造等措施，以确保桥梁的正常运行。
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1<α<2
数值算例及结果分析
数值算例及结果分析
数值算例与结果分析
不同损伤系数的小波灰度系数图
数值算例与结果分析
不同尺度下小波系数模极大值稳定图
数值算例与结果分析
用线性回归方法计算该直 线斜率，然后求得α的值
损伤越大， α值越小
数值算例与结果分析
该论文没有得到指数大小与损伤程度定量关系，可 以通过多次实验建立回归模型得到经验公式
4.扭转弹簧
当桥梁某处存在裂缝损伤时，裂缝两端的节点转角不相等， 可以用一个集中扭转弹簧来模拟损伤，如图１所示
小波函数与小波变换
定义
对于 ( x) L ( R), L ( R) 表示平方可积的实数空间，即能量有限 ˆ ( ) 满足允许条件 的信号空间，若其傅里叶变换
2 2
则称 ( x) 为一个基本小波或母小波。 对于一个信号f(x)而言，其连续小波变换可以表示为
结论
用MLP作为小波基的连续小波变换能够清晰地给出信号在 时-频域的能量分布 列车的几何构型（转向架轴距、轴重）对加速度信号的频 率分布有显著的影响 行车速度对桥梁动力响应有影响 车桥耦合或结构非线性行为会对振动频率产生影响
对课题内容的初步规划
1 根据监测数据做高铁桥梁动力响应分析 2 利用监测数据修正有限元模型，计算车辆载荷下结构反 应，结合规范对桥梁状态进行评估 3 利用修正的有限元模型对高铁桥梁的预应力损失进行数 值模拟，找到合适的指纹（应变类型）来识别预应力损失， 从而评估桥梁状态 4 基于监测数据以及高铁桥梁特定荷载，根据耐久性理论， 对高铁桥梁做出粗略的疲劳寿命预测
1 .刚度下降 假设损伤单元处抗弯刚度EI下降，质量保持不变
优点：容易利用有限元软件建立有限元模型 缺点：忽略了损伤处对于临近单元的影响
损伤模型
2 .开口裂缝
——其中L为梁长， lc 为损伤中心点距左端支座距离 —— 、 、m 为裂缝参数
损伤模型
0.5 0.25
m2
l 30 lc l / 2
u为平移因子，s为伸缩因子（尺度因子）
小波函数与小波变换
Lipschitz连续 比通常定义的连续更强的光滑性条件。 对于在实数集的子集的函数若存在常数K,使得 则称 f 符合Lipschitz条件。对于 f 最小的常数K称为 f 的 Lipschitz常数。
小波函数与小波变换
Lipschitz指数
分析信号在时-频域的能量分布
动力响应时频分析
转向架轴距对受迫振动频率的影响
前后不同轴距的车厢通过的桥梁动力反应
动力响应时频分析
行车速度对受迫振动频率的影响
动力响应时频分析
从图中可见，在受迫振动时间段，其中一个频率接近桥梁自振频率，并没有 引起桥梁共振，推测是车桥耦合振动结果或者是结构非线性动力行为
谢 谢
若Lipschitz指数 m ,则信号F(X)为m次连续可微，且 可以用m次多项式逼近
信号的小波系数模极大值与|W[f] |max尺度s的对数关系是一条直线tz指数的结构 损伤识别
信号的奇异性 1.信号的幅值在某一时刻发生突变引起信号的不连续，称 作第一类间断点； 2.信号外观上连续，幅值上没有突变点，但是信号的一阶 导数不连续，称作第二类间断点
铁路桥梁状态评估方法
汇报内容
1 文献一：基于移动荷载作用下的结构响应 及小波分析的桥梁损伤诊断 2 文献二：Time-frequency analysis of railway bridge response in forced vibration
3 对课题内容的初步规划
损伤模拟模型
刚度下降 开口裂缝 呼吸裂缝 扭转弹簧
沿梁长方向归一化的刚度曲线如下图所示
损伤模型
3.呼吸裂缝
裂缝在荷载作用下会发生张合的现象，这种呼吸裂缝的行为可以用荷 载作用过程中弹性刚度从受拉状态到受压状态的恢复来模拟。 LAW提出一种修正的损伤模型来模拟护呼吸裂缝的抗弯刚度，具体表 达式为
损伤模型
呼吸裂缝损伤系数随荷载位置变化曲面
损伤模型
铁路桥梁监测试验
监测目的 1 统计过载列车相关参数（转向架轴重、转向架距离、车速） 2 评估列车经行时桥梁动力响应
实验现场
36米跨径，两片简支钢梁+混凝土桥面板
试验现场
动力响应时频分析
3.66Hz 3.96Hz
3.74Hz
动力响应时频分析
2s、3.5s、4.2s
3.96Hz 3.64Hz 2.76Hz