本書主要介紹地震下高鐵橋上行車性能的物理模擬技術及試驗系統搭建，利用中南大學振動臺臺陣系統，采用1∶10縮尺比，詳細說明該試驗系統的構成，并在實驗室內完成地震下列車脫軌的極限情況模擬，完成試驗系統的有效性驗證，提出一種用于研究地震下高鐵橋上行車安全的試驗方法。
全書共10章，第1章介紹模擬模型試驗的相似設計理論及試驗平臺搭建。第2章介紹地震下高鐵橋上行車模擬需考慮的重要指標及其測量技術。第3章闡述地震下高鐵橋上行車試驗系統組成、設計方法及有效性驗證。第4～8章利用本書構建的試驗系統及試驗方法，展示具體的試驗探究過程及試驗數據，由此驗證試驗系統的可行性，并探究豎向地震、場地類型、頻譜特性、墩高、列車動力特性等因素對震時橋上行車安全性能的影響。第9章利用SI（光譜強度）指標法是否能正確評估地震下橋上行車安全性。第10章基于行車安全，對高鐵橋梁調諧減震性能進行評估。
(1) 2004-09 至 2009-12, 大連理工大學, 結構工程, 博士
(2) 2000-09 至 2004-06, 東南大學, 土木工程, 學士（1）2023.10-至今，中南大學，土木工程學院，副院長，現任
（2）2019.9-至今，中南大學，土木工程學院，高速鐵路建造技術國家工程實驗室 (國家工程研究中心)，教授，博導
（3）2013.10-2019.9，中南大學，土木工程學院，高速鐵路建造技術國家工程實驗室 (國家工程研究中心)，副教授，博導
（4）2016.12-2017.4，美國，加州大學伯克利分校，太平洋地震工程研究中心，訪問學者
（5）2016.3-2016.12，加拿大，英屬哥倫比亞大學，土木工程系，訪問學者
（6）2015.12-2015.12，澳大利亞，莫納什大學，訪問交流
（7）2014.10-2014.10，加拿大，英屬哥倫比亞大學，訪問交流
（8）2013.11-2013.11，英國，Servotest公司，訪問交流
（9）2010.3-2013.9，中南大學，土木工程學院，高速鐵路建造技術國家工程實驗室 (國家工程研究中心)，講師[1]柳國環，國巍，《結構地震差動輸入-理論、模型和方法》，科學出版社，2015年1月，合著
[2]國巍，余志武，蔣麗忠，《高速鐵路列車-軌道-橋梁系統地震災變機理、模擬與防控》，中南大學出版社，2022年3月，合著擔任中國地震學會地震工程專委會、中國力學學會結構工程專委會、中國振動工程學會磁懸浮技術與振動控制專業委員會等委員，《Natural Hazards Research》、《Transportation Safety and Environment》、《 Intelligent Transportation Infrastructure》、《鐵道科學與工程學報》等10余個期刊編委，《International Journal of Structural Dynamics and Stability》等國際SCI期刊客座主編，擔任加拿大英屬哥倫比亞大學學位論文國際評審專家
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 發展歷程及關鍵問題 1
1.2 相似設計 4
1.2.1 相似設計理論 4
1.2.2 行車試驗相似設計原理 5
1.3 振動臺設備性能評估 15
1.4 試驗平臺搭建 17
1.4.1 整體方案 17
1.4.2 模型建立 19
1.5 本章小結 26
參考文獻 27
第2章 行車安全重要影響指標及其測量技術 28
2.1 概述 28
2.2 軌道不平順 28
2.2.1 直接測量 29
2.2.2 間接測量 30
2.3 列車加速度測量 34
2.4 基于神經網絡反演的高速列車輪軌力測量 37
2.4.1 反演方法框架 39
2.4.2 基于物理模型的輪軌力反演方法 39
2.4.3 基于物理信息的神經網絡輪軌力反演方法 46
2.4.4 測量方法訓練 48
2.4.5 試驗算例 49
2.5 地震下高速列車輪軌橫向相對位移視覺測量 54
2.5.1 視覺測量方法框架 55
2.5.2 輪軌橫向位移測量模型 55
2.5.3 測量方法訓練 58
2.5.4 試驗算例 60
2.6 本章小結 67
參考文獻 67
第3章 地震下高鐵橋上行車試驗系統有效性驗證 69
3.1 概述 69
3.2 測試計劃 70
3.2.1 試驗程序 70
3.2.2 數值模型建立 72
3.2.3 軌道不平順獲取 74
3.3 行車試驗系統有效性驗證 75
3.3.1 模態參數辨識 75
3.3.2 驗證試驗方案 79
3.3.3 縮尺試驗模型與縮尺試驗數值模型的系統響應比較 80
3.3.4 縮尺理論模型與原型理論模型的系統響應比較 87
3.4 本章小結 89
參考文獻 89
第4章 豎向地震對高鐵橋上行車安全影響探究 92
4.1 概述 92
4.2 試驗設計 93
4.2.1 測點布置 93
4.2.2 數值模型驗證 94
4.2.3 工況設計 100
4.3 探究與結論 101
4.3.1 橋梁響應影響探究 101
4.3.2 列車運行舒適性影響探究 103
4.3.3 列車運行安全影響探究 106
4.4 本章小結 114
參考文獻 115
第5章 場地類型對震時高鐵橋上行車安全影響探究 117
5.1 概述 117
5.2 試驗設計 117
5.2.1 測點布置 117
5.2.2 數值模型驗證 118
5.2.3 工況設計 122
5.3 探究與結論 123
5.3.1 列車運行安全分析 123
5.3.2 列車速度安全限值探究 126
5.3.3 不同場地類型列車速度安全限值對比 130
5.4 本章小結 131
參考文獻 132
第6章 不同頻譜特性對震時高鐵橋上行車安全影響探究 133
6.1 概述 133
6.2 試驗設計 134
6.2.1 測點布置 134
6.2.2 數值模型驗證 134
6.2.3 工況設計 139
6.3 探究與結論 141
6.3.1 橋梁加速度響應分析 141
6.3.2 列車加速度響應分析 142
6.3.3 列車運行安全性分析 146
6.4 本章小結 149
參考文獻 150
第7章 墩高對震時高鐵橋上行車安全影響探究 152
7.1 概述 152
7.2 試驗設計 152
7.2.1 測點布置 152
7.2.2 橋墩模擬與參數選取 153
7.2.3 數值模型驗證 156
7.2.4 工況設計 161
7.3 探究與結論 161
7.3.1 墩頂加速度與位移響應分析 161
7.3.2 頻譜放大系數分析 164
7.3.3 原型理論模型下行車性能分析 166
7.4 本章小結 172
參考文獻 172
第8章 地震作用下列車車體對橋梁影響探究 174
8.1 概述 174
8.2 試驗設計 175
8.2.1 系統布置 175
8.2.2 模型構建 175
8.2.3 工況設計 176
8.3 探究與結論 177
8.3.1 結構固有振動特性分析 177
8.3.2 車輛影響下橋梁響應變化分析 179
8.3.3 數值模擬分析 183
8.3.4 多次地震下模擬統計結果分析 187
8.4 本章小結 188
參考文獻 189
第9章 SI指標法評估地震下橋上行車安全性 191
9.1 概述 191
9.2 考慮列車速度的SI指標建立 192
9.2.1 指標建立 192
9.2.2 限值求解 192
9.2.3 評價過程 196
9.3 極限激勵下橋上行車安全性試驗 197
9.3.1 傳感器布置 197
9.3.2 地震動選擇 198
9.3.3 列車脫軌試驗 200
9.4 數值模型驗證 205
9.4.1 模型建立 205
9.4.2 建模方式試驗驗證 206
9.4.3 理論縮尺比驗證 207
9.5 基于SI指標的行車安全評價方法驗證 208
9.5.1 基于試驗結果的指標驗證 208
9.5.2 指標與輪軌力指標相關性分析 210
9.6 本章小結 214
參考文獻 214
第10章 基于行車安全的高鐵橋梁調諧減震性能評估 217
10.1 概述 217
10.2 TMD試驗準備工作 218
10.2.1 傳感器布置 218
10.2.2 地震動選擇 218
10.2.3 TMD布置與參數優化 219
10.2.4 箱梁承載能力驗證 221
10.3 數值模型驗證 222
10.3.1 模型建立 222
10.3.2 建模方式試驗驗證 223
10.3.3 理論縮尺比驗證 226
10.4 TMD對地震下結構響應控制效果 228
10.4.1 工況及參數選擇 228
10.4.2 基于加速度相關指標 230
10.5 TMD對地震下行車安全控制效果 231
10.5.1 不同地震動特性 231
10.5.2 不同墩高特性 234
10.5.3 不同列車速度特性 236
10.5.4 不同地震強度特性 240
10.6 本章小結 241
參考文獻 241
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