本书主要介绍地震下高铁桥上行车性能的物理模拟技术及试验系统搭建，利用中南大学振动台台阵系统，采用1∶10缩尺比，详细说明该试验系统的构成，并在实验室内完成地震下列车脱轨的极限情况模拟，完成试验系统的有效性验证，提出一种用于研究地震下高铁桥上行车安全的试验方法。
全书共10章，第1章介绍模拟模型试验的相似设计理论及试验平台搭建。第2章介绍地震下高铁桥上行车模拟需考虑的重要指标及其测量技术。第3章阐述地震下高铁桥上行车试验系统组成、设计方法及有效性验证。第4～8章利用本书构建的试验系统及试验方法，展示具体的试验探究过程及试验数据，由此验证试验系统的可行性，并探究竖向地震、场地类型、频谱特性、墩高、列车动力特性等因素对震时桥上行车安全性能的影响。第9章利用SI（光谱强度）指标法是否能正确评估地震下桥上行车安全性。第10章基于行车安全，对高铁桥梁调谐减震性能进行评估。
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(1) 2004-09 至 2009-12, 大连理工大学, 结构工程, 博士
(2) 2000-09 至 2004-06, 东南大学, 土木工程, 学士（1）2023.10-至今，中南大学，土木工程学院，副院长，现任
（2）2019.9-至今，中南大学，土木工程学院，高速铁路建造技术国家工程实验室 (国家工程研究中心)，教授，博导
（3）2013.10-2019.9，中南大学，土木工程学院，高速铁路建造技术国家工程实验室 (国家工程研究中心)，副教授，博导
（4）2016.12-2017.4，美国，加州大学伯克利分校，太平洋地震工程研究中心，访问学者
（5）2016.3-2016.12，加拿大，英属哥伦比亚大学，土木工程系，访问学者
（6）2015.12-2015.12，澳大利亚，莫纳什大学，访问交流
（7）2014.10-2014.10，加拿大，英属哥伦比亚大学，访问交流
（8）2013.11-2013.11，英国，Servotest公司，访问交流
（9）2010.3-2013.9，中南大学，土木工程学院，高速铁路建造技术国家工程实验室 (国家工程研究中心)，讲师[1]柳国环，国巍，《结构地震差动输入-理论、模型和方法》，科学出版社，2015年1月，合著
[2]国巍，余志武，蒋丽忠，《高速铁路列车-轨道-桥梁系统地震灾变机理、模拟与防控》，中南大学出版社，2022年3月，合著担任中国地震学会地震工程专委会、中国力学学会结构工程专委会、中国振动工程学会磁悬浮技术与振动控制专业委员会等委员，《Natural Hazards Research》、《Transportation Safety and Environment》、《 Intelligent Transportation Infrastructure》、《铁道科学与工程学报》等10余个期刊编委，《International Journal of Structural Dynamics and Stability》等国际SCI期刊客座主编，担任加拿大英属哥伦比亚大学学位论文国际评审专家
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 发展历程及关键问题 1
1.2 相似设计 4
1.2.1 相似设计理论 4
1.2.2 行车试验相似设计原理 5
1.3 振动台设备性能评估 15
1.4 试验平台搭建 17
1.4.1 整体方案 17
1.4.2 模型建立 19
1.5 本章小结 26
参考文献 27
第2章 行车安全重要影响指标及其测量技术 28
2.1 概述 28
2.2 轨道不平顺 28
2.2.1 直接测量 29
2.2.2 间接测量 30
2.3 列车加速度测量 34
2.4 基于神经网络反演的高速列车轮轨力测量 37
2.4.1 反演方法框架 39
2.4.2 基于物理模型的轮轨力反演方法 39
2.4.3 基于物理信息的神经网络轮轨力反演方法 46
2.4.4 测量方法训练 48
2.4.5 试验算例 49
2.5 地震下高速列车轮轨横向相对位移视觉测量 54
2.5.1 视觉测量方法框架 55
2.5.2 轮轨横向位移测量模型 55
2.5.3 测量方法训练 58
2.5.4 试验算例 60
2.6 本章小结 67
参考文献 67
第3章 地震下高铁桥上行车试验系统有效性验证 69
3.1 概述 69
3.2 测试计划 70
3.2.1 试验程序 70
3.2.2 数值模型建立 72
3.2.3 轨道不平顺获取 74
3.3 行车试验系统有效性验证 75
3.3.1 模态参数辨识 75
3.3.2 验证试验方案 79
3.3.3 缩尺试验模型与缩尺试验数值模型的系统响应比较 80
3.3.4 缩尺理论模型与原型理论模型的系统响应比较 87
3.4 本章小结 89
参考文献 89
第4章 竖向地震对高铁桥上行车安全影响探究 92
4.1 概述 92
4.2 试验设计 93
4.2.1 测点布置 93
4.2.2 数值模型验证 94
4.2.3 工况设计 100
4.3 探究与结论 101
4.3.1 桥梁响应影响探究 101
4.3.2 列车运行舒适性影响探究 103
4.3.3 列车运行安全影响探究 106
4.4 本章小结 114
参考文献 115
第5章 场地类型对震时高铁桥上行车安全影响探究 117
5.1 概述 117
5.2 试验设计 117
5.2.1 测点布置 117
5.2.2 数值模型验证 118
5.2.3 工况设计 122
5.3 探究与结论 123
5.3.1 列车运行安全分析 123
5.3.2 列车速度安全限值探究 126
5.3.3 不同场地类型列车速度安全限值对比 130
5.4 本章小结 131
参考文献 132
第6章 不同频谱特性对震时高铁桥上行车安全影响探究 133
6.1 概述 133
6.2 试验设计 134
6.2.1 测点布置 134
6.2.2 数值模型验证 134
6.2.3 工况设计 139
6.3 探究与结论 141
6.3.1 桥梁加速度响应分析 141
6.3.2 列车加速度响应分析 142
6.3.3 列车运行安全性分析 146
6.4 本章小结 149
参考文献 150
第7章 墩高对震时高铁桥上行车安全影响探究 152
7.1 概述 152
7.2 试验设计 152
7.2.1 测点布置 152
7.2.2 桥墩模拟与参数选取 153
7.2.3 数值模型验证 156
7.2.4 工况设计 161
7.3 探究与结论 161
7.3.1 墩顶加速度与位移响应分析 161
7.3.2 频谱放大系数分析 164
7.3.3 原型理论模型下行车性能分析 166
7.4 本章小结 172
参考文献 172
第8章 地震作用下列车车体对桥梁影响探究 174
8.1 概述 174
8.2 试验设计 175
8.2.1 系统布置 175
8.2.2 模型构建 175
8.2.3 工况设计 176
8.3 探究与结论 177
8.3.1 结构固有振动特性分析 177
8.3.2 车辆影响下桥梁响应变化分析 179
8.3.3 数值模拟分析 183
8.3.4 多次地震下模拟统计结果分析 187
8.4 本章小结 188
参考文献 189
第9章 SI指标法评估地震下桥上行车安全性 191
9.1 概述 191
9.2 考虑列车速度的SI指标建立 192
9.2.1 指标建立 192
9.2.2 限值求解 192
9.2.3 评价过程 196
9.3 极限激励下桥上行车安全性试验 197
9.3.1 传感器布置 197
9.3.2 地震动选择 198
9.3.3 列车脱轨试验 200
9.4 数值模型验证 205
9.4.1 模型建立 205
9.4.2 建模方式试验验证 206
9.4.3 理论缩尺比验证 207
9.5 基于SI指标的行车安全评价方法验证 208
9.5.1 基于试验结果的指标验证 208
9.5.2 指标与轮轨力指标相关性分析 210
9.6 本章小结 214
参考文献 214
第10章 基于行车安全的高铁桥梁调谐减震性能评估 217
10.1 概述 217
10.2 TMD试验准备工作 218
10.2.1 传感器布置 218
10.2.2 地震动选择 218
10.2.3 TMD布置与参数优化 219
10.2.4 箱梁承载能力验证 221
10.3 数值模型验证 222
10.3.1 模型建立 222
10.3.2 建模方式试验验证 223
10.3.3 理论缩尺比验证 226
10.4 TMD对地震下结构响应控制效果 228
10.4.1 工况及参数选择 228
10.4.2 基于加速度相关指标 230
10.5 TMD对地震下行车安全控制效果 231
10.5.1 不同地震动特性 231
10.5.2 不同墩高特性 234
10.5.3 不同列车速度特性 236
10.5.4 不同地震强度特性 240
10.6 本章小结 241
参考文献 241
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