侧向风作用下桥上列车交会过程的空气动力特性

以CRH3型高速列车为研究对象,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟方法和动网格技术,通过局部动态层变法实现对侧向风作用下桥上列车交会过程的动态模拟,研究侧向风作用下桥上列车交会过程的空气动力特性。结果表明:无侧风情况下桥上列车交会时所产生的交会压力波是导致列车气动力波动的主要原因;在侧向风的作用下车-桥耦合系统的空气动力特性表现出明显的三维时空特性;与无侧向风作用相比,在侧向风的作用下,两交会列车车体表面的整体压力分布已不再具有对称性,其中迎风侧列车所受风荷载较背风侧列车的大;在列车交会过程中,由于迎风侧列车对侧向风的遮挡效应,使得背风侧列车的风荷载突变更加剧烈,这对背风侧列车过桥的安全性和舒适性更为不利;随着列车运行速度的提高,列车的侧向力系数、倾覆力矩系数逐渐增大,而且其气动力系数在列车交会瞬间的突变更加剧烈。     

中央扣对大跨悬索桥动力特性和汽车车列激励响应的影响

为了探讨大跨悬索桥在动力激励下中央扣的作用,以四渡河悬索桥为研究背景,建立了该大跨钢桁架加劲梁悬索桥的3种中央扣模式的空间动力计算模型,对其动力特性和在移动汽车车列激励下的时程反应进行了空间非线性分析。研究结果表明:中央扣提高了结构的反对称抗扭刚度,限制了结构的纵飘特性;在静车列作用下,中央扣对全桥内力分布影响很小,但是在移动车列激励下,中央扣使得加劲梁的应力动响应显著增加,且随车列速度增加而增大;中央扣对加劲梁纵桥向位移的限制作用在常规速度车列激励下表现不明显;中央扣的设置方式宜采用刚性中央扣或3对柔性中央扣。     

轨道不平顺激励下车辆-桥梁垂向随机振动方差解法

提出时滞多维非白噪声轨道不平顺激励下车辆-桥梁垂向随机振动的时域分析方法。采用白噪声滤波法模拟单轮对下的不平顺,在宽频带内识别滤波器参数以实现波长选择功能。基于Pade近似构造累次时滞滤波器以反映各轮对下不平顺之间的时滞关系。结合成型和时滞滤波器,构造以一致白噪声为输入、时滞多维非白噪声不平顺为输出的合成滤波器。建立车辆-桥梁垂向振动模型,并与合成滤波器联立得到一致白噪声激励下的车-桥-滤波器扩阶状态方程。继而提出求解此扩阶时变系统随机振动方差响应的递推算法。算例结果与MonteCarlo模拟法符合良好,表明该方法具有足够的精度,且对时间步长不敏感。     

钢管混凝土提篮拱动力特性分析

钢管混凝土由于其独特的受力特点，已广泛地用于拱桥中，其中提蓝拱由于横向稳定性大等优越性，在公路与城市桥梁中大量采用，对于其动力特性的分析已成为设计人员所关心的课题，拱肋内倾角的大小，横撑布置，吊杆形式等因素，不仅对桥梁的整体动力特性（安全及舒适性）起着一定的影响，而且关系到和美观等诸方面。故对上述因素进行分析，能够为合理、安全的设计提供参考依据。     

钢管混凝土圆管拱肋日照温度分布研究

以热传导理论结合有限元方法,提出了圆形钢管混凝土拱肋日照温度分布的分析模型,考虑了太阳辐射、气温变化、地理位置、方位和几何尺寸等对温度分布的影响。结果表明,拱肋横截面内的日照非线性温差可达20℃以上,说明应对钢管混凝土拱桥的温度效应予以重视。     

大跨度铁路无砟轨道桥梁动力性能试验研究

为检验、评估铁路大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁的动力性能,验证大跨度桥上纵连板式无砟轨道的设计方法,对遂渝线新北碚嘉陵江大桥主桥(94 m 168 m 84 m)进行全桥动力试验研究.该桥的自振特性以及200 km·h-1速度等级CRH2动车组和120 km·h-1速度等级货物列车以不同速度通过桥梁时桥跨结构动力响应的试验结果表明,新北碚嘉陵江大桥连续刚构桥动力性能良好,具有良好的竖向刚度、横向刚度和结构强度,能够满足CRH2动车组以160～200 km·h-1速度、120 km·h-1速度等级货物列车以70～120 km·h-1速度运行的安全性要求.     

宽桥面挂篮设计与悬灌施工技术

研究目的：挂篮施工方法是悬臂施工中的一种主要施工方法。挂篮作为悬臂施工的承重结构,挂篮设计的合理与否关系到整个桥梁的施工质量。 研究方法：本文针对某预应力混凝土矮塔斜拉桥（主桥桥面宽度27.5 m,单箱三室结构，最大梁段长4 m），结合工程实例，介绍了宽桥面挂篮的设计方案，施工工艺及效果，重点介绍了挂篮的构造、挂篮的安装以及挂篮的行走过程。同时对悬臂施工中的主要施工工艺，挂篮施工中的注意问题进行了详细的阐述。 研究结论：工程实践表明，该挂篮设计合理，能够满足工程的要求，对同类的桥梁有一定的借鉴意义。     

铁道车辆过桥竖向振动加速度频域近似算法

列车过桥时引起的桥梁挠曲会降低车辆乘坐舒适度,高速铁路桥梁设计时一般通过控制桥梁的挠度或进行车-桥耦合动力分析来保证车辆舒适度。为得到车辆过桥的振动规律,并提供一种便于工程应用的计算方法,基于频域分析,将桥梁变形假设为正弦半波并展开为傅里叶级数,输入车辆点头、沉浮频响函数,经过简化得出车辆竖向加速度的包络近似算式。通过实例计算结果与时域方法对比,验证了频域包络算法的准确性。频域包络解析公式还揭示了影响车辆过桥舒适度的主要因素,即桥梁最大挠度、设计车速和桥跨的比值、车辆自振频率、车辆频率响应函数等。     

混凝土灌注阶段钢管混凝土拱肋的时变行为研究

拱肋混凝土灌注是钢管混凝土拱桥施工过程中一个必不可少的重要阶段。在此施工阶段,钢管混凝土拱桥的结构体系和材料性能均随施工进度和时间而变化,属于非线性施工时变结构。目前,关于混凝土灌注阶段钢管混凝土拱桥的结构非线性时变行为的研究尚不多见。依据时变结构力学的原理,采用时间冻结法将拱肋混凝土灌注阶段的时变结构转化为时不变结构体系进行分析和研究。     

公轨两用钢桁桥轨道横梁与整体节点连接头的疲劳荷载

为评定公轨两用钢桁桥下层轨道横梁与焊接整体节点连接头在交通荷载作用下的疲劳损伤累积，对该细节在桥梁设计寿命内车辆荷载所产生的疲劳荷栽谱的计算方法进行了研究。在对桥梁的车辆荷载进行分析的基础上，参照各国相关规范，建立了代表桥梁设计寿命内真实运营状况的疲劳荷载模型，并通过全桥三雏有限元分析模拟计算该连接细节所承受的荷载历程。依据疲劳损伤累积理论，确定了公轨两用钢桁桥轨道横梁与整体节点连接头验证性疲劳试验的试验荷栽。结果表明：该连接细节的疲劳损伤荷载基本不受上层汽车的影响，主要取决于轻轨，可以通过直接将轻轨计算结果乘以一定的提高系数得出。