针对高速铁路车-桥系统气动特性试验验证、动力响应精准预测、桥上行车安全保障三大技术难题,形成了高速铁路移动车-桥风洞试验新技术、风-车-桥耦合振动理论分析新方法、车-桥系统气动防风新装置等系列成果,主要包括:
1.自主研建国际领先的高速铁路风洞、横风-移动车-桥试验系统,为高速铁路车-桥系统气动特性识别提供了成套技术装备。研发车桥组合模型系统气动力分离装置,解决了高速铁路桥梁静止车、桥模型气动力同步分离测试难题;研发风洞内车辆模型移动的加/减速装置,提出移动车-桥系统气动力无线同步测试方法,建立移动车-桥系统气动耦合特性识别技术。
2.建立强风作用下,高速铁路车-桥系统耦合振动精细化分析方法,发展和完善车-桥系统动力响应分析、安全评估理论。建立了东南沿海、西部山区大气边界层强风特性数据库,提出边界层强风精细风谱模型;首次建立桥上典型车辆气动力模型,率先考虑了风的非平稳特性、抖振力空间相关性和多参数随机性等影响,发展高速铁路桥梁风-车-桥系统耦合振动分析理论;建立了强风环境下车辆倾覆临界状态的累计力矩分析方法,提出桥上车辆安全运行车速和风速指标体系,完善强风作用下车-桥系统安全评估理论。
3.提出高速铁路车-桥系统多目标的协同抗风设计方法,创建了强风作用下桥上行车安全综合保障技术。揭示大跨桥梁柔性构件-主梁-轨道振动传递机制,提出分布式辅助索等新型抑震措施;建立考虑风屏障、车辆和桥梁等多目标的协同抗风设计方法,提出典型跨度桥梁刚度限值,为强风作用下桥梁动力设计提供科学依据;研发百叶窗型、合页型和组合型等新型风屏障形式,创新高速铁路车-桥系统抗/防风设计方法。
应用前景:
本成果解决了强风作用下桥上行车安全和运营实践中的一系列难题,为桥梁的动力设计提供了技术支撑,保证了桥上车辆运行的安全性与舒适性。
成熟度:产业化