南丘河大桥动力仿真分析与动态检测验证

南丘河大桥为一座高墩刚构桥,是云桂铁路全线的重点工程。大桥建成后,相关单位利用动态检测方法得到了23 t轴重货物列车和CRH2动车组以不同速度通过大桥时的多项动力响应,并评价了桥梁的动力性能。车桥动力仿真是目前特殊桥梁设计检算的重要手段,为探究动力仿真分析方法的模拟效果,采用MSC系列软件建立列车-桥动力学仿真模型,分别采用美国五级谱和德国低干扰谱作为货车和动车组的轨道不平顺激励,模拟列车过桥的全过程,并将仿真分析结果与实测结果进行对比验证,研究桥梁结构的动力响应规律。结果表明:大桥1阶横弯与竖弯频率计算值分别为0. 774,1. 880 Hz,与实测的横弯频率0. 83 Hz、竖弯频率1. 95 Hz接近;采用美国五级谱和德国低干扰谱,其波长和幅值能较好地模拟货物列车和动车组通过大桥的动力响应,计算值和实测值接近。     

某磁浮大跨斜拉桥竖向刚度限值研究

以某磁浮轨道交通(40+80+228+228+80+40)m大跨钢箱梁斜拉桥为研究对象,采用有限元软件ANSYS和多体动力学软件UM分别建立桥梁和磁浮列车模型。基于车桥耦合振动方法,针对2列磁浮列车相向行驶并在主跨跨中交会的最不利情形,进行列车以不同速度通过桥梁时不同梁高下车桥系统的动力响应及磁浮大跨桥梁的竖向刚度限值研究。结果表明:磁浮列车的竖向动力响应随车速的增大而显著增大,时速从40 km增大到140 km时,列车竖向动力响应增幅达到120%以上;车体竖向加速度和Sperling指标不是桥梁结构刚度限值的控制因素;磁浮列车的悬浮间隙对梁体刚度变化较为敏感,随着梁体刚度逐步增大,悬浮间隙的波动变小,梁体挠跨比减小约25%,悬浮间隙波动减小幅度达35%,悬浮间隙可作为中低速磁浮大跨桥梁结构刚度限值的控制指标;梁体挠跨比1/3015可作为磁浮大跨桥梁的竖向刚度限值。     

悬挂式单轨车桥耦合动力分析

为研究悬挂式单轨运营过程中桥梁和车辆的动力响应变化规律,以某悬挂式单轨双线7跨30m简支梁方案为工程背景,运用通用有限元软件ANSYS建立桥梁有限元模型,分析桥梁的动力特性;然后在多体动力学软件SIMPACK中建立车桥耦合动力学模型,研究双线列车以运营速度对开通过桥梁时桥梁和车辆的动力响应,并分析轮胎刚度和列车编组对桥梁和列车动力性能的影响。分析结果表明:双线列车以65km/h的速度对开通过桥梁时,桥梁跨中的整体横向位移响应最大值为19.03mm,表明桥墩横向刚度较小;轮胎刚度对车桥系统的加速度响应有显著影响;3辆车编组过桥时,桥梁的竖向和横向响应值明显比1辆车编组大,因此,在车桥耦合动力仿真分析时,必须考虑列车编组对车桥系统动力响应的影响。     

时速400 km高速铁路预应力混凝土简支梁竖向基频下限探讨北大核心

以24~40 m典型跨度简支梁为研究对象,通过有限元计算分析,确定不同跨度桥梁及不同列车荷载的简支梁容许动力系数。基于移动荷载列-桥梁动力仿真模型,探究列车移动荷载列形式、列车时速、简支梁跨度、竖向基频对梁体动力响应的影响规律。结合梁体振动加速度、容许动力系数和规范要求,确定时速400 km高速铁路预应力混凝土简支梁桥竖向基频下限值。结果表明:跨度为24~40 m时,梁体最大竖向动力响应均随简支梁跨度的减小而增大,24 m跨度简支梁的基频共振现象最显著;CRH3列车移动荷载列引起的桥梁动力响应普遍大于CRH380,相差约15%;对于时速400 km的CRH3和CRH380列车,24 m跨度简支梁的竖向频率下限建议值均为5.5 Hz,40 m跨度简支梁均为2.7 Hz,而32 m跨度简支梁的建议值分别为5.0、3.0 Hz。     

大跨桥梁结构健康监测系统应用现状概述

为了确保结构的安全高效运营,大跨桥梁基本都设置结构健康监测系统。如何对不同历史阶段采集的数据进行有效提取、处理和分析,获得反映大桥结构受力状态的代表性动、静力指纹,并定期对结构的运营安全进行评估,已逐渐成为桥梁工程领域的研究热点。首先论述大跨桥梁结构健康监测系统应用研究的重要性;其次详细介绍国内外大跨桥梁结构健康监测系统的应用现状;最后对当前研究中存在的主要问题进行分析总结。     

桥梁测力支座监测系统设计与工程应用

桥梁测力支座及相应的监测系统可用于桥梁的健康监测,在普通球型钢支座基础上开发的一种新型桥梁测力支座,通过在支座内部设置测力结构,采用先进的传感器,外部配置数据传输系统实现实时测力及对桥梁施工和运营状态的远程监控。本文介绍了支座和监测系统的结构形式及工作机理,通过试验测定并在沪昆客专北盘江大桥得到工程应用。结果表明:提出的支座结构形式新颖,受力和传力机理明确,经试验室测试数据重复性好,性能稳定;选用的传感器及配套的数据传输系统性能良好,工艺成熟,输出信号稳定准确;研究成果可以监测桥梁结构的施工和运营状态,也可纳入桥梁健康监测系统,亦可供新制式轨道交通桥梁支座监测系统设计参考。     

船闸平板闸门油缸垂直度与平行度测量试验研究

测量计算不同工况下船闸平板闸门油缸的垂直度和平行度有利于分析其同步运行状态和性能,保证船闸液压机械设备正常工作.以某大型水电厂2、3号船闸上提门和下沉门左右两侧油缸为研究对象,测量了船闸在无水和有水情形时不同闸门开度下油缸的垂直度,基于线对线平行度评定模型计算了两侧油缸的平行度,并分析了两侧油缸垂直度和平行度的变化对闸...     

风屏障的突风效应对桥上列车走行性的影响

为研究列车进出风屏障段时所受突风效应的影响,以一高速铁路多跨简支梁桥为研究对象,通过风洞试验测试了风屏障在100.0%、43.5%和0透风率情况下车-桥系统的气动特性;基于哑元耦合法,建立了风-车-桥系统分析模型,开展了两种风屏障布置形式（通长和非通长）时风屏障透风率和列车车速对列车动力响应的影响分析. 研究结果表明:设置风屏障时桥上列车的气动特性存在较大差异,尤其列车气动阻力系数在风屏障透风率0比透风率100.0%时减少87%;当风屏障通长布置时,风屏障防风效果显著,随着透风率的减小,列车动力响应大幅减小,其中轮重减载率减小达53%;当风屏障非通长布置情况时,列车在进入和离开风屏障区段时,突风效应对列车的横向加速度和竖向加速度均影响显著,透风率越低,加速度响应变化越剧烈,但对于轮轴横向力和轮重减载率的影响有限;随着车速的提高,突风效应造成的加速度响应总体上增大,呈明显的非线性变化.      

考虑附加变形的公路-磁浮合建桥车桥耦合动力响应研究

为了解温度变化和汽车荷载布置引起的附加变形对大跨度公路-磁浮合建桥及磁浮列车动力性能的影响,以某三塔四跨公轨合建大跨度斜拉桥为背景,采用UM及ANSYS软件建立磁浮列车、桥梁、悬浮控制器模型,分析温度、汽车荷载作用下的附加变形对车桥动力响应的影响。结果表明:温度附加变形对桥梁及磁浮列车的动力响应影响较小;汽车偏载作用对桥梁和磁浮车辆的横向动力响应影响较明显,6车道对称布载作用对磁浮列车的加速度和Sperling指标的影响不大,但悬浮间隙波动范围增大了30%;汽车荷载对公轨合建桥梁车桥动力响应的影响较大,需予以重点考虑。     

基于弦测技术的铁路上承式拱桥桥面变形限值研究

铁路拱桥桥面过大变形将危及列车行驶和桥梁结构的安全,但已有关于拱桥变形限值标准及评判依据的研究较为少见。以某上承式拱桥为研究对象,建立桥梁全桥有限元模型并进行车桥耦合振动分析,研究温度及不同倍数徐变引起的桥面变形对列车动力响应的影响,对比分析弦测法弦长与列车在轨道和上承式拱桥上运行的动力响应间的对应关系。结果表明:仅考虑轨道不平顺激励时,30～50 m弦测法能够较好地反映高速列车的加速度响应的变化规律;上承式拱桥徐变倍数为1.6时,车辆竖向加速度响应超限;仅轨道不平顺作用下列车竖向加速度卓越频率约为1 Hz,运行在上承式拱桥上时的卓越频率在1～2 Hz,说明影响振动的波长范围由长波向中长波扩展;弦测法用于上承式拱桥时,采用20～30 m弦长;上承式拱桥温度及徐变极限变形20,25,30 m弦测矢量值为3.8,4.3,5.3 mm,对应的限值可采用3.5,4.0,5.0 mm。