基于车致振动响应的CRTS Ⅱ型板式无昨轨道损伤识别研究

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1、密级：公开论文类型：应用研究工程硕士学位论文基于车致振动响应的CRTSII型板式无砟轨道损伤识别研究DamageIdentificationofCRTSIITypeSlabBallastlessTrackBasedonDynamicResponseInducedbyVehicleAnalysis培养单位：交通运输学院专业领域：交通运输工程学生姓名：丁义南校内导师：张晓东副教授校外导师：郑贺民高工二○一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研

2、究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要C

3、RTSII型板式无砟轨道是我国无砟轨道主要结构形式之一，该结构形式在长期服役的过程中会出现轨道板、支承层混凝土开裂和CA砂浆脱空等损伤。及时识别出损伤的位置、影响范围及严重程度可以辅助运营部门进行维修计划的拟订，达到高效控制损伤劣化的目的。而通过运营车辆激励下轨道结构的响应数据进行损伤识别的方法具有测试手段简单且不中断线路运营的优势。因此本文在分析损伤条件下CRTSII型板式无砟轨道结构的车致振动响应特征的基础上，研究适用于该结构的损伤识别方法。主要内容如下：(1)研究了CRTSII型板式无砟轨道在分别出现轨道板、支承层开裂和CA砂浆脱空三种类型损伤后轨道板及支承层的车致

4、动应变响应特征，提出使用动应变时程曲线中最大拉、压应变值分别作为CA砂浆脱空损伤区域及边界影响区域范围识别的指标，通过不同长度范围的CA砂浆脱空损伤工况验证了损伤指标的适用性。(2)基于小波包能量谱结合K-L散度的加速度频域特征分析方法，分析了CRTSII型板式无砟轨道在轨道板、支承层开裂和CA砂浆脱空损伤条件下的轨道板、支承层的车致振动加速度频域变化特征，并据此构造了K-L散度损伤因子。基于AR模型系数结合欧式距离的概念量化的分析了CRTSII型板式无砟轨道在损伤条件下轨道板、支承层的加速度时域统计特征，并据此提出了AR模型损伤因子。研究了损伤条件下轨道板、支承层层间加

5、速度信号关联性指标特征，并提出使用回归系数、互能量指标、振动传递率均值作为层间关联性损伤识别指标。通过轨道板、支承层开裂和CA砂浆脱空损伤条件下工况的验证了各损伤指标的适用范围。(3)基于支持向量机的理论方法中的分类算法和回归算法，实现了对于CA砂浆脱空范围的识别，轨道板、支承层开裂损伤的定位以及程度的识别。关键词：CRTSII型板式无砟轨道；损伤识别；车致振动响应；小波包能量谱；AR模型；振动关联性AbstractCRTSIItypeslabballastlesstrackisoneofthemainstructuralformsofballastlesstracksi

6、nChina.Afterlong-termservice,trackslabsandsupportinglayerconcreteisverylikelytocrack;CAmortarlayerisverypossibletodisengage.Itwillgreatlyfacilitatetheoperationteamtodevelopmaintenanceplansbyidentifyingthelocation,rangeandseverityofdamagetimely.Thus,existingdamage’sdeteriorationcanbecontai

7、nedeffectively.Identifyingdamagebasedontheresponsedataoftrackstructureundertheexcitationofoperatingvehicleisasimpleyeteffectivemethodwithnointerruptionoflineoperation.Therefore,thecharacteristicsofvehicle-inducedvibrationresponseofdamagedstructuresareanalyzedinthisp