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中低速磁浮轨道梁温度场时程分析

戴公连 杨凌皓 文望青 赵涛

戴公连, 杨凌皓, 文望青, 赵涛. 中低速磁浮轨道梁温度场时程分析[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(2): 227-234. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170554
引用本文: 戴公连, 杨凌皓, 文望青, 赵涛. 中低速磁浮轨道梁温度场时程分析[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(2): 227-234. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170554
DAI Gonglian, YANG Linghao, WEN Wangqing, ZHAO Tao. Time-History Analysis of Temperature Field of Medium-Low Maglev Guideway Girder[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(2): 227-234. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170554
Citation: DAI Gonglian, YANG Linghao, WEN Wangqing, ZHAO Tao. Time-History Analysis of Temperature Field of Medium-Low Maglev Guideway Girder[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(2): 227-234. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170554

中低速磁浮轨道梁温度场时程分析

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170554
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51378503);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2017zzts532)
详细信息
    作者简介:

    戴公连(1964—),男,教授,研究方向为大跨度桥梁极限承载力及梁轨相互作用,E-mail:daigonglian@vip.sina.com

  • 中图分类号: U213.44

Time-History Analysis of Temperature Field of Medium-Low Maglev Guideway Girder

  • 摘要: 为掌握磁浮轨道梁在长期外界环境作用下产生的复杂的温度场时变规律,在长沙磁浮运营线的轨道梁内埋设温度传感器,通过1.5 a的现场温度监测,获得测点温度时程曲线,并提出了基于时间序列加法模型求解的方法. 该方法将测点温度分解成均匀温度与波动温度,并利用傅立叶曲线拟合方法研究二者的时程曲线,得到轨道梁温度场时变规律. 研究结果表明:均匀温度与当地气候变化相关,各测点均温基本相同,结构温度时变趋势可用中位值为20.41 ℃、变化幅值为12.61 ℃、初相位为20 d、周期为365 d的余弦函数表示长沙磁浮轨道梁均温时程曲线;波动温度与日照作用相关,以日为周期在0线上下波动,可用两个正弦函数分段拟合升降温时程曲线.

     

  • 图 1  轨道梁内温度测点布置

    Figure 1.  Layout of temperature measurement points in girder

    图 2  测点D1温度时程曲线

    Figure 2.  Time-history curve of point D1

    图 3  轨道梁统一温度曲线及其拟合曲线

    Figure 3.  Overall temperature and fitting temperature of girder

    图 4  统一温度与拟合温度差值

    Figure 4.  Differences between overall temperature and fitting temperature

    图 5  轨道梁统一温度包络曲线

    Figure 5.  Envelope curves of overall temperature of girder

    图 6  截面II各测点波动温度曲线

    Figure 6.  Fluctuating temperature of points of section II

    图 7  波动温度幅值竖向分布规律

    Figure 7.  Vertical dispersion law of amplitude of fluctuating temperature

    图 8  波动温度实测与拟合曲线对比

    Figure 8.  Comparison between observed temperature and fitting temperature

    表  1  特定测点拟合结果

    Table  1.   Fitting results of specific points

    测点组测点号距表面距离/mTum/℃ΔTu/℃φd/dR2
    截面ⅡD10.0521.5513.21180.940 1
    D20.1121.3913.15190.937 3
    D41.8520.0111.89210.950 6
    D51.9520.0711.73210.949 6
    D62.0520.0211.74210.947 0
    截面IVA50.0519.9211.74200.943 2
    C50.1620.0811.76210.946 4
    F10.6520.4512.38200.947 6
    G51.0921.3413.59220.947 8
      注:截面Ⅱ,距表面距离表示测点距上表面距离;截面IV,距表面距离表示距左侧表面距离.
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    表  2  各结构的统一温度曲线拟合结果

    Table  2.   Fitting results of overall temperature of structures

    结构类型Tum/℃ΔTu/℃φd/dR2
    西侧轨道梁20.4112.61200.944 6
    东侧轨道梁20.5212.19220.915 3
    端横梁19.5111.95190.911 3
    中横梁18.3711.77200.915 4
    桥墩18.9611.34210.901 7
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    表  3  波动温度幅值竖向分布拟合结果

    Table  3.   Fitting results of vertical dispersion of amplitudes

    拟合参数顶板Ay) = aeby腹板A = T0底板Ay) = aeby
    升温降温升温降温升温降温
    a/℃b/m–1a/℃b/m–1c/℃b/℃a/℃b/m–1a/℃b/m–1
    截面I16.71–12.25–7.68–6.731.13–1.753.49–3.76–3.14–1.95
    截面II17.11–11.25–8.9–8.250.5–1.452.59–1.96–2.11–1.25
    截面III14.38–9.08–7.73–5.441.95–2.343.51–1.96–3.21–1.06
    平均16.26–11.15–7.73–6.511.4–1.923.23–2.78–2.88–1.35
      注:为表现传热随箱梁结构深度的变化,规定顶板、底板均以外表面到内表面为正方向.
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    表  4  升降温时刻及时长规律

    Table  4.   Moment and duration of riging and falling stage

    位置trtfLrLf
    顶板9.016.57.516.5
    底板10.020.010.014.0
    东侧腹板9.520.511.013.0
    西侧腹板11.521.09.514.5
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-08-19
  • 修回日期:  2018-01-25
  • 网络出版日期:  2018-12-27
  • 刊出日期:  2019-04-01

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