铁路桥梁刚度描述方法

针对我国新建桥梁跨度和结构形式远远超出现有桥梁设计规范的适用条件,以及国内外桥梁刚度指标和取值存在较大差异,进行铁路桥梁刚度描述方法和预应力混凝土连续梁(刚构)桥刚度的限值研究。提出一种铁路桥梁刚度的统一描述方法,即采用设计荷载下的梁端处桥面(轨面)的横向、竖向转角和扭转角及非梁端处桥面(轨面)的横向、竖向转角和扭转角沿桥纵向的变化率(即曲率)描述桥梁刚度,并推导出大跨度铁路预应力混凝土连续梁(刚构)桥刚度设计参考限值。该方法不仅能方便描述简支梁的刚度问题,与现有规范相衔接,而且能描述规范所不能涵盖的大跨度桥梁和特殊桥梁结构的刚度问题。通过代表性桥梁的车桥系统动力响应计算分析,证明了统一描述方法的可行性和较好的统一性。     

博士学位论文摘要中小跨度铁路桥梁横向振动模拟及适应快速行车结构形式的研究

现代社会的进步、经济发展和人民生活水平的提高对交通运输质量(快速、安全、舒适)提出了更高的要求,为了适应这一需求,近年来我国铁路实施了分批分级的提速计划.客运由100 km*h-1逐步提速到120 km*h-1、140 km*h-1、 160 km*h-1、200 km*h-1,与此同时,货运由50 km*h-1 逐步提速到60 km*h-1、80 km*h-1、100 km*h-1.并正在实施快速和高速客运专线(200 km*h-1～300 km*h-1)的建设.而我国既有线上桥梁大多数为中小跨度(20 m～40 m)简支PC T梁和钢板梁,这些过去不同时期建造的桥梁,当初设计时列车速度不高,当时的规范也未对列车通过桥梁的走行性评定做出规定.在提速中发现空载货车在以大于60 km*h-1速度通过中小跨度桥梁时,桥梁发生了较大的横向谐振,特别是上承式钢板梁,最大横向振幅达12 mm.在客车以大于160 km*h-1速度通过这些桥梁时,横向振幅也大于<桥检规>参考限值.因此,如何通过仿真分析再现桥梁动力响应的理论研究,如何改造既有线桥梁使之满足提速后列车走行性的要求,以及研究适合快速和高速客运的桥梁结构型式,是我们今后的长期任务.     

大跨度铁路桥梁变形控制标准研究

为保证大跨度桥梁运行的安全性与旅客乘坐的舒适性,动力性能分析时应考虑风、温度、徐变、沉降等环境变形的影响。确定运营阶段多种荷载组合状态下的变形控制标准时,不能将现行设计规范中单独给定的变形限值直接叠加,而应对这些变形的总量值进行控制。本文按照发生概率、作用时间以及桥梁变形特点,对运营阶段桥梁承受的荷载及各类环境因素进行分组,并采用分级管理的原则对大跨度铁路桥梁在长期运营条件下的变形控制标准进行研究。最后以某大跨度斜拉悬吊桥梁为例,介绍动力性能评估与变形控制标准的工程应用。研究结果表明：对于不同荷载作用下的车辆响应,可分别采用车桥耦合动力分析与中点弦测法;采用中点弦测法对长波不平顺进行管理时,高速铁路与普速铁路的合理控制弦长分别为60、30 m;经过对多个典型路基区段轨道不平顺和车体加速度检测数据统计,并对轨道不平顺采用对应的弦长输出,可得到车体加速度与不平顺弦测输出的相关关系曲线,为动力性能评估提供一种简便的计算方法。研究成果给出不同的荷载组合及车辆响应建议限值,为设计阶段桥梁变形控制提供参考。     

大跨度铁路桥梁梁端伸缩装置性能研究

大跨度铁路桥梁梁端伸缩装置的有效计算范围很短,随机不平顺的影响相对较大,直接的耦合动力计算结果难以反映最不利情况.梁端伸缩装置变形主要表现为中短波不平顺,对行车安全性产生影响.以一座1500 m级超大跨度斜拉-悬吊协作体系公铁两用大桥为例,从轨道平顺状态及车辆动力响应两方面,确定轨道形位评价、车桥动力仿真分析的计算工况...     

大跨度铁路悬索桥结构刚度敏感性研究

桥梁刚度参数的确定在大跨度桥梁总体设计中非常重要,结合某大跨度铁路专用悬索桥方案,从结构动力特性、车辆走行性和风致抖振响应3个方面,分析梁、塔、索等构件刚度对桥梁性能的影响,并对大跨度铁路悬索桥刚度评价指标进行研究,结果表明:桁宽的增大能够较显著地增大桥梁横弯基频,桁宽过小时桥梁会产生横向周期性振动,宽跨比限值建议取为1/20~1/35;随着桁高减小,车辆竖向加速度显著增加,高跨比限值建议取为1/70~1/100;主缆刚度增大会使桥梁扭转和竖向基频明显提高;桥塔刚度及恒载的影响有限。     

30m简支梁桥墩车桥耦合动力仿真分析

根据车桥耦合振动分析理论,运用桥梁结构动力分析程序BDAP,针对城际轨道交通30m简支梁桥墩3种不同墩高方案,采用空间有限元建立全桥动力分析模型,对桥梁空间自振特性进行了计算,并对3种不同墩高方案在CRH2和德国ICE3动车组作用下的车桥空间耦合振动进行了分析,评价3种不同墩高方案的动力性能以及列车运行安全性与舒适性。研究结论表明:(1)3种墩高方案(H=8m、12m、15m)的全桥一阶横向自振频率分别是0.909Hz、1.051Hz和1.034Hz;(2)在CRH2和ICE3动车组以速度160km/h通过时,简支梁跨中竖向振动位移和竖向振动加速度较小,在限值以内;(3)在CRH2和德国ICE3动车组以速度160km/h运行时,车辆竖向和横向舒适性均能达到"优"。说明3种墩高方案具有足够的全桥横向刚度,满足列车时速160km行车的安全性和良好舒适性要求。     

基于列车动力响应的铁路桥梁损伤诊断方法

以桥梁单元的刚度下降率作为损伤指数,通过列车—桥梁耦合振动理论计算列车动力响应对桥梁损伤指数的灵敏度,并构建立灵敏度矩阵和建灵敏度方程,利用约束优化方法求解灵敏度方程得到各单元的损伤指数,实现对桥梁损伤的诊断。应用该方法对1座简支梁桥进行损伤诊断的结果表明:该方法对轨道不平顺不敏感;利用列车车体和转向架的加速度、速度和位移响应均能对桥梁进行准确的损伤诊断,但这3种响应信号中的位移响应最难测量,而且相对于转向架而言,在车体上更容易布置传感器,因此建议优先选用车体加速度和速度响应作为桥梁损伤诊断的输入;该方法既能诊断桥梁单一位置的损伤,也能识别桥梁多个位置的损伤。     

大跨度铁路桥梁梁端伸缩装置对列车走行性影响的研究

梁端伸缩装置是大跨度桥梁的重要组成部分,是容易受损的构件之一,对高速车辆的走行性影响较大。本文针对大跨度铁路桥梁梁端伸缩装置,建立结构动力分析的有限元模型,通过多工况车-桥(线)耦合振动计算,分析梁端伸缩装置自身变形、安装误差及梁端折角等因素对列车走行性的影响,提出车辆平稳性和乘客对车辆振动感觉的评判标准,并进一步基于车辆的平稳性和乘客对车辆振动的感觉确定车速及梁端竖向折角限值。研究表明,车辆响应对梁端竖向折角较为敏感。     

大跨度公路、轨道交通两用桥列车走行性及合理刚度探讨

采用空间杆系有限元方法,建立了某长江大桥的车振动力分析模型.用通用软件ANSYS及车桥耦合振动分析程序VBC计算了该桥的空间自振特性.两者计算结果较为一致.建立了桥梁、列车、汽车动力分析模型,借助VBC对其在不同车速、不同荷载工况下的车桥耦合振动进行了计算和分析.通过理论分析和程序试算,对该长江大桥的合理刚度进行了初步的探讨.     

大跨度悬索桥在风与列车荷载同时作用下的动力响应分析

采用模态综合技术，建立了列车与大距度悬索桥系统在风荷载作用下的动力相互作用分析模型。根据实测的空气动力参数和颤振导数，模拟产生包括抖振力和自激力的时域随机风荷载作为系统输入激励，以香港青马大桥为例，分析了大距度悬索桥在风和运行列车荷载同时作用下的动力响应特点，并将部分计算结果与实测结果进行了对比。     

包西铁路洞子崖特大桥设计

结合包西铁路洞子崖特大桥的设计实例,详细介绍了渡线道岔连续梁设计情况及本桥的其他设计特点。     

铁路钢桥横向刚度限值分析

根据对发生过脱轨事故桥梁的分析,得出桥上列车脱轨的主要原因是桥梁横向刚度不足。多起桥上列车脱轨事故表明:现有铁路钢桥横向刚度限值不能预防列车脱轨,原因是现有桥梁横向刚度限值分析方法不能分析桥上列车走行安全性。基于列车脱轨能量随机分析理论,提出新的铁路桥梁横向刚度限值分析方法。具体步骤是:建立具有安全系数的预防脱轨条件,确定在设计车速下预防脱轨的桥梁横向刚度限值,代入此值检算桥上列车走行平稳性与舒适性。该方法确定的桥梁横向刚度限值既能保证列车平稳舒适运行,又可防止脱轨。运用此方法,制定的提速线32和40 m上承式钢板梁桥的横向刚度限值分别是主梁中心距为2.36和2.55m,提速线3×80连续钢桁梁桥的横向刚度限值是主桁中心距为6.61 m。     

快速铁路大跨连续梁桥施工监控及控制体系研究

为保障特大跨度预应力连续梁桥结构安全、几何线形平顺,成桥各安全控制指标满足设计要求,以新建怀邵衡铁路沅江特大桥(60+100+60)m预应力混凝土连续梁桥为工程依托,根据理论计算及结构特点,构建快速铁路大跨连续梁监控体系,重点进行参数敏感性分析,建立线形及应力监控系统,数据计算、分析和处理方法。理论研究及工程实践表明:混凝土容重和预应力效应为影响线形和内力的关键因素,其次是混凝土弹模和收缩徐变,施工中需加强对这些参数的控制及识别;采用的计算方法和监控手段确保了该桥主梁线形平顺和受力安全,合龙口精度、主梁线形和应力误差均满足规范要求,结构安全可控、工作状态良好。     

龙厦铁路龙岩特大桥主桥设计

龙厦铁路龙岩特大桥主桥为双线铁路桥,位于龙岩城区,介绍主桥上部结构(48.65+4×80+48.65)m连续梁、下部结构设计及结构分析计算要点。     

客运专线连续梁拱桥行车动力性能分析

以广深港客运专线上跨度76 m+160 m+76 m连续梁拱桥为研究对象,采用空间有限元分析模型,计算了桥梁的自振特性,详细探讨了横撑刚度和拱肋截面形式对桥梁自振特性的影响,评价了桥梁的动力性能和列车运行安全性与舒适性,为此类桥梁的设计提供参考。     

厦深铁路韩江特大桥道岔区变宽度大跨连续梁总体设计

研究目的:随着我国客运专线铁路的建设发展,受车站布置的影响,跨区间无缝线路道岔上桥已不可避免.本文从桥面布置、结构形式和施工方案3个方面,对设于道岔区的厦深铁路韩江特大桥主跨(48 3×80 48) m变宽度有砟轨道连续梁桥进行设计研究.研究结果:通过大跨变宽度连续梁有限元分析计算,梁部各项指标均满足桥梁规范及轨道专业要求,设计的施工方案也是切实可行的.韩江桥满足了车站布置和通航、防洪需要,在大跨度预应力混凝土连续梁桥上设置高速无缝道岔属于国内首次,也是我国客运专线建设中又一关键技术的突破和创新.     

客运专线连续梁冬季现浇混凝土施工质量保证措施

介绍了京津城际轨道交通工程中凉水河特大桥连续梁冬季施工的质量保证措施。     

京唐铁路潮白新河特大桥节段预制胶拼法建造关键技术研究

为推动我国铁路桥梁建造技术科技进步,北京至唐山铁路潮白新河特大桥DK101+167.09～DK102+173.94段采用节段预制胶拼法建造技术,对其结构设计、拼装方案及预应力布置、连续梁结构检算以及主要工程数量等进行了分析研究,研究结果表明:(1)(48+80+48) m连续梁与40 m简支梁相接,连续梁梁端及跨中等高段与相邻简支梁的梁高和外轮廓一致,能较大程度节省预制模板费用,且全桥整体美观、协调;(2)预制节段之间的预应力连接器采用喇叭状的异形波纹管加密封圈方案,以保证密封性能,方便施工;(3)(48+80+48) m连续梁采用一次拼装3对预制节段即"小节段预制、大节段拼装"的平衡悬臂拼装工艺,该方案施工速度快,而且节段之间预应力锚槽、连接器布置少;(4)预制拼装方案的预应力含量比悬臂浇筑方案高。