[发明专利]一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测方法

说明书

本发明公开了一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测方法，该方法包括基于桥梁内实际钢筋分布构建高铁桥梁区段的第一局部模型，通过截面积法优化第一局部模型，得到第二局部模型；计算第二局部模型的等效直流电阻值和等效接地电阻值，构建第二局部模型的等效电路；根据等效电路构建高铁桥梁区段的直流通路模型，基于直流通路模型对整个高铁桥梁区段进行仿真检测。本发明相比目前普遍采用钢轨、贯通地线作为模型的建模思路，构建的模型更为精细准确，且仿真结果更丰富，可以得到铁路系统各个部分的直流电流分布情况，为高铁桥梁接地系统整体内部电压、电流分布提供了有力工具。

技术领域

本申请涉及铁路接地系统技术领域，具体而言，涉及一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测方法。

背景技术

当高速铁路附近存在直流电流源，大地中的直流电流会流入高速铁路的综合接地系统。为了分析此情况对整个高铁系统可能产生的影响，需要对高铁接地系统进行建模仿真检测。

目前国内外针对高铁综合接地系统的建模，通常取钢轨、综合贯通地线及PW保护线作为整个系统的模型。其建模相对简单，未针对铁路接地系统不同区段的结构进行区分，也未将与接地系统相连接的所有接地设施均纳入考虑，因此仿真结果存在一定误差。此外，为了获得高铁接地系统各部分的直流电流分布情况，同时保证仿真结果的准确性，必须要针对高铁接地系统进行精确的建模。但铁路系统构造复杂，不同区段差异较大，而且通常跨度几十或几百公里，若采用常规方法，则建模工作量过大、效率过低。

发明内容

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测方法，所述方法包括：

基于桥梁内实际钢筋分布构建高铁桥梁区段的第一局部模型，通过截面积法优化所述第一局部模型，得到第二局部模型；

计算所述第二局部模型的等效直流电阻值和等效接地电阻值，构建所述第二局部模型的等效电路；

根据所述等效电路构建所述高铁桥梁区段的直流通路模型，基于所述直流通路模型对整个所述高铁桥梁区段进行仿真检测。

优选的，所述通过截面积法优化所述第一局部模型，得到第二局部模型，包括：

获取所述第一局部模型中地面以上桥梁部分的钢筋空间分布；

将所述钢筋空间分布中延伸方向相同且相邻的多根钢筋等效为总截面积相同的一根钢筋，得到第二局部模型。

优选的，所述计算所述第二局部模型的等效直流电阻值和等效接地电阻值，构建所述第二局部模型的等效电路，包括：

向所述第二局部模型中注入单位电流，获得所述第二局部模型上的电压分布与电流分布；

基于所述电压分布与电流分布计算所述局部模型中设置于两桥墩之间的梁体的等效直流电阻值；

基于所述电压分布与电流分布分别计算所述局部模型中两所述桥墩和设置于所述桥墩下方地面内的桩基础的等效接地电阻值；

根据所述等效直流电阻值和各所述等效接地电阻值构建所述第二局部模型的等效电路。

优选的，所述根据所述等效电路构建所述高铁桥梁区段的直流通路模型，包括：

依次连接若干所述第二局部模型，直至所有所述第二局部模型的总长度与所述高铁桥梁区段的总长度相同，记录所述第二局部模型的模型数量；

基于所述模型数量连接所述等效电路，得到所述高铁桥梁区段的直流通路模型。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于直流通路模型的高铁桥梁区段仿真检测装置，所述装置包括：