針對高速鐵路車(chē)-橋系統氣動(dòng)特性試驗驗證、動(dòng)力響應精準預測、橋上行車(chē)安全保障三大技術(shù)難題,形成了高速鐵路移動(dòng)車(chē)-橋風(fēng)洞試驗新技術(shù)、風(fēng)-車(chē)-橋耦合振動(dòng)理論分析新方法、車(chē)-橋系統氣動(dòng)防風(fēng)新裝置等系列成果,主要包括:
1.自主研建國際領(lǐng)先的高速鐵路風(fēng)洞、橫風(fēng)-移動(dòng)車(chē)-橋試驗系統,為高速鐵路車(chē)-橋系統氣動(dòng)特性識別提供了成套技術(shù)裝備。研發(fā)車(chē)橋組合模型系統氣動(dòng)力分離裝置,解決了高速鐵路橋梁靜止車(chē)、橋模型氣動(dòng)力同步分離測試難題;研發(fā)風(fēng)洞內車(chē)輛模型移動(dòng)的加/減速裝置,提出移動(dòng)車(chē)-橋系統氣動(dòng)力無(wú)線(xiàn)同步測試方法,建立移動(dòng)車(chē)-橋系統氣動(dòng)耦合特性識別技術(shù)。
2.建立強風(fēng)作用下,高速鐵路車(chē)-橋系統耦合振動(dòng)精細化分析方法,發(fā)展和完善車(chē)-橋系統動(dòng)力響應分析、安全評估理論。建立了東南沿海、西部山區大氣邊界層強風(fēng)特性數據庫,提出邊界層強風(fēng)精細風(fēng)譜模型;首次建立橋上典型車(chē)輛氣動(dòng)力模型,率先考慮了風(fēng)的非平穩特性、抖振力空間相關(guān)性和多參數隨機性等影響,發(fā)展高速鐵路橋梁風(fēng)-車(chē)-橋系統耦合振動(dòng)分析理論;建立了強風(fēng)環(huán)境下車(chē)輛傾覆臨界狀態(tài)的累計力矩分析方法,提出橋上車(chē)輛安全運行車(chē)速和風(fēng)速指標體系,完善強風(fēng)作用下車(chē)-橋系統安全評估理論。
3.提出高速鐵路車(chē)-橋系統多目標的協(xié)同抗風(fēng)設計方法,創(chuàng )建了強風(fēng)作用下橋上行車(chē)安全綜合保障技術(shù)。揭示大跨橋梁柔性構件-主梁-軌道振動(dòng)傳遞機制,提出分布式輔助索等新型抑震措施;建立考慮風(fēng)屏障、車(chē)輛和橋梁等多目標的協(xié)同抗風(fēng)設計方法,提出典型跨度橋梁剛度限值,為強風(fēng)作用下橋梁動(dòng)力設計提供科學(xué)依據;研發(fā)百葉窗型、合頁(yè)型和組合型等新型風(fēng)屏障形式,創(chuàng )新高速鐵路車(chē)-橋系統抗/防風(fēng)設計方法。
應用前景:
本成果解決了強風(fēng)作用下橋上行車(chē)安全和運營(yíng)實(shí)踐中的一系列難題,為橋梁的動(dòng)力設計提供了技術(shù)支撐,保證了橋上車(chē)輛運行的安全性與舒適性。
成熟度:產(chǎn)業(yè)化