system: [SYSTEM]

user: 3. 适应性分析 车辆与桥梁之间的耦合振动是一种复杂的相互作用，由列车通过桥梁时引起的桥梁结构的振动以及桥梁振动反过来激发的车辆振动组成，车桥系统是一个复杂的时变系统 [ 5 ] 。主要测试所采用的仪器设备有891-II型传感器及相应放大器、高精度光电挠度仪、便携式动态应变仪、电容微机电式加速度传感器和IMC数据采集器等 [ 6 ] 。同时，本次动力学测试所有采用的测试仪器都提前在实验室进行标定并进行相关调试，以确保数据精确有效。 3.1. 梁体跨中挠度与挠跨比 1) 准静态挠度与挠跨比 实测在5 km/h准静态标定列车(DF4B + 4C80 + DF4B)荷载下，梁体跨中挠度典型时域波形如图2所示。 图2. 准静态标定列车作用下实测跨中挠度时域波形图 实测梁体跨中挠度2.91 mm，理论计算值5.21 mm，挠度校验系数0.559。换算至中-活载作用下的挠度为3.67 mm，换算挠跨比1/5449，小于《桥检规》普通高度预应力混凝土梁跨中竖向挠跨比通常值1/1800。 2) 动挠度与速度关系 试验重载列车作用下，梁体跨中挠度典型时域波形如图3所示。梁体跨中最大挠度与行车速度关系如表1所示。 实测梁体挠度最大值为3.27 mm，出现在C80货车以73 km/h速度通过时。实测梁体跨中挠度与行车速度关系不明显，梁体跨中挠度实测值随列车轴重加载效率的增加而增大。 图3. 试验C80重载列车作用下实测跨中挠度典型时域波形图 Table 1 The maximum deflection and driving speed of the measured span under the action of heavy haul train 货车车型 编组情况 跨中最大挠度(mm) 对应车速(km/h) C64 普列 2.81 70.4 1万吨 2.54 68.8 C70 普列 2.59 69.4 1万吨 2.76 68.2 C80 普列 3.26 73.0 1万吨 3.19 71.5 2万吨 3.27 73.0 表1. 试验重载列车作用下实测跨中最大挠度及行车速度 3.2. 跨中横向、竖向振幅 1) 横向振幅 对不同列车荷载在不同行驶速度下桥梁的各项性能进行测试，可得到相应参数随行车速度的变化规律 [ 7 ] 。试验重载列车作用下，梁体跨中横向振动典型时域波形如图4所示。梁体跨中最大横向振幅与行车速度关系如表2所示。 图4. 试验重载列车作用下实测跨中横向振动典型时域波形图 不同列车编组下，C64、C70、C80列车作用梁体跨中最大横向振幅分别为0.43 mm、0.49 mm和0.71 mm，小于《桥检规》货列重车(V ≤ 80 km/h)下预应力混凝土梁跨中横向最大振幅通常值1.59 mm。 C64和C70货车作用下，梁体跨中横向振幅与行车速度关系不明显，试验车速范围内未发现梁体横向共振现象。C80货车作用下，梁体跨中横向振幅在列车运行速度大于75 km/m后存在增大的趋势，横向振幅最大值出现在列车以77.8 km/h速度通过时。 Table 2 The maximum lateral amplitude and driving speed of the measured span under the action of heavy haul train 货车车型 编组情况 跨中横向振幅(mm) 对应车速(km/h) C64 普列 0.43 73.4 1万吨 0.32 68.8 C70 普列 0.49 71.8 1万吨 0.34 67.7 C80 普列 0.40 70.0 1万吨 0.70 77.8 2万吨 0.71 77.8 表2. 试验重载列车作用下实测跨中最大横向振幅及行车速度 2) 竖向振幅 试验重载列车作用下，梁体跨中竖向振动典型时域波形如图5所示。梁体跨中最大竖向振幅与行车速度关系如表3所示。 图5. 试验重载列车作用下实测跨中竖向振动典型时域波形图 Table 3 The maximum vertical amplitude and driving speed of the measured span under the action of heavy-duty train 货车车型 编组情况 跨中竖向振幅(mm) 对应车速(km/h) C64 普列 0.43 78.0 1万吨 0.35 68.8 C70 普列 0.36 75.7 1万吨 0.40 78.5 C80 普列 0.35 73.0 1万吨 0.41 77.8 2万吨 0.39 77.8 表3. 试验重载列车作用下实测跨中最大竖向振幅及行车速度 不同列车编组下，C64、C70、C80列车作用梁体跨中最大竖向振幅分别为0.43 mm、0.40 mm和0.41 mm。各类货列重车作用下梁体跨中竖向振幅与行车速度关系不明显，试验车速范围内未发现梁体竖向共振现象。 3.3. 跨中横向加速度 试验重载列车作用下，梁体跨中横向振动加速度典型时域波形如图6所示。梁体跨中最大横向加速度与行车速度关系如表4所示。 不同列车编组下，C64、C70、C80列车作用梁体跨中最大横向加速度均为0.11 m/s 2 ，小于《桥检规》桥跨结构横向加速度限值1.4 m/s 2 。各类货列重车作用下梁体跨中横向加速度与行车速度关系不明显。 图6. 试验重载列车作用下实测跨中横向加速度典型时域波形图 Table 4 The maximum lateral acceleration and driving speed of the measured span under the action of heavy haul train 货车车型 编组情况 跨中横向加速度(m/s 2 ) 对应车速(km/h) C64 普列 0.11 80.1 1万吨 0.08 68.8 C70 普列 0.09 69.4 1万吨 0.11 78.5 C80 普列 0.09 73.0 1万吨 0.11 77.8 2万吨 0.10 77.8 表4. 试验重载列车作用下实测跨中最大横向加速度及行车速度 3.4. 梁体跨中应变 试验重载列车作用下，梁体跨中应变典型时域波形如图7所示。梁体跨中最大应变与行车速度关系如表5所示。 图7. 试验C80重载列车作用下实测跨中应变典型时域波形图 不同列车编组下，C64、C70、C80列车作用梁体跨中最大应变分别为79 με、83 με、97 με。实测梁体跨中应变与行车速度关系不明显，梁体跨中应变实测值随列车轴重加载效率的增加而增大。 Table 5 The maximum strain and driving speed of the measured span under the action of heavy haul train 货车车型 编组情况 跨中应变(με) 对应车速(km/h) C64 普列 79 67.2 1万吨 75 68.8 C70 普列 83 69.4 1万吨 80 68.2 C80 普列 93 73.0 1万吨 92 77.8 2万吨 97 72.2 表5. 试验重载列车作用下实测跨中最大应变及行车速度 3.5. 支座位移 试验重载列车作用下，0号台处纵向活动支座纵向位移典型时域波形如图8所示。支座最大纵向位移与行车速度关系如表6所示。 不同列车编组下，C64、C70、C80列车作用外侧支座最大纵向位移分别为0.72 mm、0.69 mm、0.92 mm，内侧支座最大纵向位移分别为1.39 mm、1.28 mm、1.67 mm，各类货列重车作用下活动支座纵向位移与行车速度关系不明显，随列车轴重加载效率的增加而增大。 图8. 试验重载列车作用下实测支座纵向位移典型时域波形图 各类货列重车作用下，0号台处两个纵向活动支座实测纵向位移均不相同，其中内侧支座明显大于外侧支座。据调查，该外侧支座在卸载后仍存在约2 cm的纵向偏位，列车荷载作用下支座实测纵向位移偏小应与该支座纵向活动能力受限有关。 Table 6 The maximum longitudinal displacement and driving speed of the measured support under the action of heavy haul train 货车车型 编组情况 外侧支座DL0-1 内侧支座DL0-2 最大纵向位移(mm) 对应车速(km/h) 最大纵向位移(mm) 对应车速(km/h) C64 普列 0.72 70.4 1.39 70.4 1万吨 0.65 68.8 1.19 68.8 C70 普列 0.68 75.7 1.25 71.1 1万吨 0.69 67.7 1.28 68.2 C80 普列 0.88 73.0 1.54 73.0 1万吨 0.89 77.8 1.61 77.8 2万吨 0.92 73.0 1.67 68.7 表6. 试验重载列车作用下实测支座最大纵向位移及行车速度 各类货列重车作用下，0号台处两个纵向活动支座实测纵向位移均不相同，其中内侧支座明显大于外侧支座。据调查，该外侧支座在卸载后仍存在约2 cm的纵向偏位，列车荷载作用下支座实测纵向位移偏小应与该支座纵向活动能力受限有关。