高速铁路预应力简支箱梁桥动力响应分析

运用桥梁结构动力学和车辆动力学的研究方法，将车辆和桥梁作为联合动力体系，以在建的武广客运专线廊步特大桥为研究对象，对该桥在高速客车行车条件的动力响应进行了分析，着重分析了单线和双线行车时桥梁在不同列车运行速度下的竖向和横向动力响应。     

高速铁路简支箱梁的温差控制

针对高速铁路简支箱梁施工过程因混凝土内外温差过大出现温度裂缝的问题,提出了箱梁预应力孔道通水和内腔通风的温差控制措施.确定了混凝土温度应力场仿真参数的取值,并通过温度场仿真结果与试验结果的对比,验证了参数取值的准确性.对自然养护状态下和温度控制措施下简支箱梁温度应力场进行仿真分析的结果表明：通过温差控制措施,简支箱梁混凝土的最大压应力由支点截面段的2.77 MPa降至跨中截面段的2.21 MPa,最大拉应力由支点截面段的1.255 MPa降至跨中截面段的1.00 MPa,从而有效控制温度裂缝的产生.我国规范规定的15℃的温差限值显得过于严格,可放宽至20℃.     

高速铁路先、后张预应力混凝土简支箱梁力学效应对比分析

结合我国高速铁路的需要,通过有限元分析手段,以24m跨度先、后张梁为分析对象,对先张混凝土箱梁进行应力、刚度、剪力滞后、畸变、翘曲、支座脱空效应、局部效应等力学性能的分析,并与后张梁进行对比,论证了先张箱型梁在高速铁路中应用的可行性。     

上行式移动模架在简支箱梁施工中的应用

结合工程实例,介绍了上行式移动模架的优点,及上行式移动模架在简支箱梁施工中的应用.     

箱梁竖向预应力施工技术研究

主要对箱梁竖向预应力筋施工中需要注意的问题及控制措施进行了讨论。     

钢-混凝土简支组合箱梁桥在车辆荷载作用下的动力响应及冲击系数研究

由于钢-混凝土组合箱梁桥比同跨度的混凝土梁桥要轻,因此在车辆荷载作用下,车桥动力相互作用更加明显。为了更精确地分析其动力响应及冲击系数,采用ANSYS软件建立了钢-混凝土简支组合箱梁桥的车桥有限元模型,分析了不同车辆荷载作用下简支组合箱梁桥的动力特性;根据简支梁跨中的最大动位移与最大静位移之比,计算了不同结构参数下钢-混凝土简支组合箱梁桥的冲击系数。结果表明：在常见速度范围内,车辆过桥速度对冲击系数的影响总体呈上升趋势;对于同等跨度桥梁,双轮荷载激起的桥梁最大跨中挠度和冲击系数均比单轮荷载作用时小,但前者引起的跨中最大加速度远大于后者,且这种现象随荷载过桥速度的增大而明显。说明对于质量相对较轻的公路钢-混凝土组合箱梁桥,在冲击系数的确定中应考虑较高速度下不同车辆模型的影响。     

客运专线上行式移动模架现浇简支箱梁关键技术探讨

本文重点阐述上行式移动模架法现浇简支箱梁施工技术,分析了上行式移动模架的工作原理、施工工艺和关键技术,施工实践表明移动模架施工具有安全、经济、施工速度快的特点,在地质条件复杂、孔径适中的简支箱梁施工中值得大力推广,为其他类似工程提供参考借鉴。     

钢-混凝土组合简支箱梁剪力滞效应分析

对于钢－混凝土组合箱梁，根据组合冀板微元的变形协调和平衡条件，建立横截面翼板法向应力微分方程。在两端简支的边界条件下采用分离变量法求解偏微分方程，得到用级数表示的应力解，然后根据剪力滞系的定义即可得到组合箱梁冀板的剪力滞系数。通过算例验证了该方法具有收敛较快、计算精度高等特点，且只需简单的计算不可得到较满意的结果。     

大跨径简支箱梁现浇施工方案探讨

以郑万高速铁路ZWZQ-5~ZWZQ-6标段桥梁工程为例,对32m大跨径简支箱梁施工方案进行探讨。结果表明,充分考虑施工现场环境和技术经济性的情况下,应选用钢管柱+贝雷梁支架现浇法进行简支箱梁浇筑施工,并重点对支架预压进行理论计算和现场试验分析;贝雷梁理论计算最大扰度为49.62mm,实测最大扰度值为111mm,贝雷梁、横梁以及钢管立柱的理论最大应力分别为86.5MPa、 99.65MPa和59.52MPa,实测最大应力分别为126.5MPa、128.2MPa和63.2MPa;贝雷梁受制造加工误差的影响,扰度变形过大,但应力仍处于安全范围内,工字钢横梁可能发生塑性变形,须对其进行加固处理。     

计算模型对简支箱梁和T梁剪力滞结果影响

以剪力滞效应为研究对象,分别采用MIDAS和ANSYS两种软件配合不同的荷载形式、单元类型和网格密度对一个简支箱梁模型和一个实际简支T梁结构进行计算对比,分析了模型参数和荷载类型对所得结果的影响,为剪力滞效应的有限元分析提供了参数。研究表明:对于同一计算工况,ANSYS比MIDAS所得应力幅值略大,实体单元比板单元所得应力幅值略大,高密度网格比低密度网格所得应力幅值略大,但偏差大都在±5%以内;当腹板与顶板无承托时,对于任意荷载作用,两种软件的1倍网格板单元即可准确得到顶板的剪力滞效应;当腹板与顶板有承托时,在点荷载和线荷载作用下,可采用板单元进行顶板的剪力滞效应分析,但对面和体荷载,则需要采用实体单元进行分析,并且均可采用1倍网格密度。     

莫斯科-喀山高速铁路沿线季节性冻土冻融特征

在莫喀高铁沿线770余公里的季节性冻土区内, 依据地貌单元、微地貌、地层岩性与水文地质条件等特征设置了14个监测场, 对季节性冻土的岩性、密度、含水率、地下水位、地温、近地面气温及雪盖的厚度和密度进行了频率为10天1次, 持续时间为7个月(2016年10月1日~2017年4月26日) 的监测, 依据监测数据分析了莫喀高铁沿线季节性冻土的冻结融化特征。分析结果表明: 莫喀高铁沿线季节性冻土区的雪盖主要存在于10月下旬至翌年4月, 雪盖厚度为20.2~38.2cm, 平均值为27.3cm, 最大积雪厚度为25~60cm, 平均值为44.4cm, 出现在2月上、中旬; 莫喀高铁沿线季节性冻土的起始冻结时间为11月中、下旬, 全部消融时间在翌年3月上旬~4月中旬之间, 存活时间为100~165d, 平均时间为122d;季节性冻土的冻结速率为0.27~1.20cm·d^-1, 平均为0.50cm·d^-1, 融化速率为0.27~2.52cm·d^-1, 平均为1.14cm·d^-1; 在土体的冻结期间, 雪盖减小了地层的冻结速率, 在土体的融化期间, 雪盖推迟了季节性冻土自上而下融化的起始时间与融化量, 并且会使季节性冻土在无雪条件下的双向融化变为自下而上的单向融化; 莫喀高铁沿线土体在自然状态(积雪覆盖) 下的季节最大冻深为0.19~0.90m, 平均为0.45m, 出现在2月上、中旬; 雪盖会减小土体的最大冻深, 在雪盖平均厚度为26.1~28.6cm时, 雪盖可以使季节最大冻深减小22.2%~32.6%;在莫喀高铁沿线的季节性冻土区, 雪盖在形成初期和消融末期保温与降温效果并存, 但主要以降温效果为主, 而在积雪稳定期, 主要以保温效果为主; 雪盖对季节性冻土热状况的影响深度和程度取决于土体含水率, 土体含水率越大, 雪盖的影响深度和程度就越小, 反之则亦然。     

高速铁路简支梁桥竖向允许刚度及其分析方法

桥梁竖向刚度的大小将直接影响列行车的舒适性与安全性。本文讨论桥梁竖向刚度问题的三种动力计算模型，指出不考虑车－桥动力耦合作用的简单分析模型虽然能在一定程度上反应车辆共振速度的影响，但对桥梁共振及车－桥耦合作用的影响下能提供真实结果。     

铁路简支梁桥支座的减震性能研究

采用有限元动力分析程序，对采用铅芯橡胶支座作为减，隔震装置的桥梁结构进行了非线性动力分析，研究了不同地地震激励对桥梁结构减震性能的影响，并与板式橡胶支座的减震效果进行了比较，分析结果表明，与板式橡胶支座相比，铅芯橡胶支座可以有效地降低结构的内力和位移响应，改善结构的抗震性能。     

高速接触网整体吊弦预配

为了减小常规方法计算吊弦长度的误差、严格控制接触线高度、提高接触网的弹性均匀度、实现良好的受流质量,在分析常规吊弦长度算法的基础上,提出了一种新的基于索网找形的有限元法.以一个锚段的接触悬挂为分析对象,以接触线高度为控制目标,建立了承力索的有限元模型.考虑到接触网的典型结构和线路状况,结合现场实际,对模型进行了修正.经过实例验证,按该方法计算的吊弦长度安装后,接触线高度误差控制在±7 mm以内,达到了《客运专线铁路电力牵引供电工程施工技术指南》的要求.     

高速客车垂向悬挂稳定控制双振子模型机理研究

以Adams与Madab作为协同仿真平台,基于双振子模型LQG控制器设计,建立了稳定控制方案和技术路线.仿真结果表明:垂向悬挂具有与双振子类似的隔振效果.尽管有横向和纵向相关运动模态的非线性影响,转向架仍可以实行有源/无源控制.仿真研究可以证实,无源控制转向架的系统机制是通过阻尼控制强制(垂向)主导运动模态处于稳定状态.     

高速客车垂向悬挂稳定控制双振子模型机理研究

以Adams与Matlab作为协同仿真平台，基于双振子模型LQG控制器设计，建立了稳定控制方案和技术路线．仿真结果表明：垂向悬挂具有与双振子类似的隔振效果．尽管有横向和纵向相关运动模态的非线性影响，转向架仍可以实行有源／无源控制．仿真研究可以证实，无源控制转向架的系统机制是通过阻尼控制强制(垂向)主导运动模态处于稳定状态．     

高速铁路调度指挥系统纵向结构协同有序度模型

为深入研究调度指挥系统的协同机理,针对我国高速铁路成网后可能存在的全路集中、区域集中和干线二级三种调度指挥模式,系统分析比较了各模式的管理层级和组织结构特征.结合协同学理论提出了调度指挥系统结构协同有序度概念,并以实现调度指挥系统组织结构纵向协同为目标,采用信息熵理论构建各模式下的通用有序度模型,在此基础上提出了调度指挥模式定量选择方法,最后通过案例分析验证其有效性.研究结果表明:调度台数量为60时,增设二级管理控制中心能够提高调度指挥系统组织结构有序度0.05~0.10;合理的二级管理控制中心配置方案能有效提高系统组织结构有序度0.1.      

高速轮轨速度极限探讨

在高铁运用与理论实践基础上,提出了抗蛇行频谱特征匹配原则,并作为超高速转向架技术方案研究的基本指导准则之一.根据基于抗蛇行频带吸能机制的稳定新理论,以ICE3系列作为基准转向架,通过必要的参数优配,制订了超高速转向架优配方案.动态仿真分析表明：400 km/h超高速运用存在3大技术难题：即抗蛇行减振器性能可靠性、车体横向振动响应频带增宽和电机横摆自激振动.尽管这3大技术难题在技术与理论上可以得到解决,但是超高速运用已经丧失了其商业价值.冲击600 km/h打破法国574.8 km/h世界纪录,不仅具有十分重要的现实意义,而且也具备技术可行性.但是时速500 km/h以上,将出现车轮纵向蠕滑不稳定问题.根据威金斯理论,这是高速轮轨速度极限的重要技术标志之一.     

简支变连续梁桥的自振频率特性

梁体自重由简支体系承担,二期恒载和汽车等荷载由连续体系承担是简支变连续梁桥的静力特性。质量分布与内力分布的不一致导致了其频率求解的困难。通过改变现浇段材料的弹性模量实现了对简支变连续梁桥静力特性的模拟,在静力特性一致的基础上,用空间有限元模型讨论了简支变连续梁桥的自振频率特性,并与结构形式相同的连续梁桥和简支梁桥进行对比分析。研究表明:在相同振型条件下,简支变连续梁桥的频率要低于相应的连续梁桥,高于简支梁桥。研究成果为该桥型抗震性能等动力响应的研究具有重要意义。