铁路钢板梁桥横向加固研究

针对铁路列车提速时出现的既有线上某些钢板梁桥横向振幅过大的问题,本文以提高上承式钢板梁桥横向刚度为依据,提出了多种横向加固措施,并运用有限元软件ANSYS进行了动力模态及加固方案可行性分析。     

下承式钢板梁桥空间振动计算分析

本文提出了列车、下承式钢板梁桥空间振动的有限单元分析模型 ,采用计算机模拟方法 ,计算了提速列车以不同车速通过 3 2m下承钢板梁桥的空间振动响应 ,检算该桥是否具有足够的刚度及良好的运营平稳性 ,所得结果与实测资料相符 ,可供决策部门参考。     

MIMD抑制铁路上承钢板梁桥横向振动试验研究

本文建立了车－桥－ＭＩＭＤ系统振动方程，对利用多重调频质量阻尼器抑制铁路上承钢板梁桥横向振动的效果进行了模拟计算和现场试验。     

提速列车轮轨噪声降噪技术的研究

针对铁路噪声污染状况,根据提速列车运行噪声的特点及轮轨噪声产生的机理,研究了通过在钢轨轨腰镶嵌高阻尼材料从而降低轮轨噪声的技术。经过实验室试验和现场安装试验,证明该技术可有效降低轮轨辐射噪声。     

MTMD抑制铁路上承钢板梁桥横向振动试验研究

本文建立了车 -桥 -MTMD系统振动方程 ,对利用多重调频质量阻尼器 (MTMD)抑制铁路上承钢板梁桥横向振动的效果进行了模拟计算和现场试验。结果表明 :MTMD能有效地抑制桥梁横向振动出现的“准共振”响应 ,模拟计算时减振率最大值达到 62 %,试验中实际的减振率最大值达到 5 1.83 %。     

铁路桥梁在高速列车作用下的动力响应分析

通过理论计算与现场试验研究高速列车与桥梁的动力相互作用.建立了车桥系统分析模型:列车模型每节车考虑27个自由度;桥梁模型采用模态综合法,系统激励为实测轨道不平顺.模拟中华之星列车高速通过秦沈客运专线24m双线预应力混凝土简支箱梁桥的全过程,计算了桥梁在高速列车作用下的动挠度、振幅、梁体加速度、桥墩振幅以及车辆的脱轨系数、轮重减载率、横向轮轨力等动力响应,并与现场实测结果进行了对比.     

水平荷载作用下钢板深梁弹性力学解

通过建立力学模型, 应用弹性力学中的半逆解法对水平荷载作用下钢板深梁应力与位移进行计算。推导出钢板深梁有关的应力分量与位移分量的解析计算公式。结果表明：非加劲钢板深梁计算所得结果与试验结果对比, 能够满足精度要求。对于两侧加劲钢板深梁, 随加劲肋与钢板的面积比的改变, 钢板深梁应力分布也发生改变。当面积比为0时, 所得解与非加劲钢板深梁解一致;随面积比增大时, 钢板深梁正应力减小, 最终近似为纯剪受力状态。所得解为构件设计和稳定性分析提供理论基础。     

京秦提速工程车——路动力仿真与试验的对比研究

结合京秦线提速改造工程进行了列车-路基动力仿真计算.在不同速度条件下,通过路基段加固前后状态下机车车辆运行安全舒适性指标、轨道及路基主要动力性能指标的分析计算,在此基础上对京秦既有线路基对时速200km/h提速的适应性及加固方案的可行性提出了相应评价意见与建议,并与随后的实车试验进行了对比.试验测试结果验证了仿真分析的可靠性.     

提速条件下万吨重载列车通过曲线的车辆稳定性及轮轨动态相互作用试验研究

为研究重载铁路既有线提速（由80km/h提至90km/h）对列车通过曲线的稳定性及其轮轨动态相互作用的影响,开展车辆动力学及轨道动力学试验。试验结果表明：车辆稳定性测试中,随运行速度提高,万吨重载列车的车体、构架及承载鞍加速度普遍小幅增大,其范围分别为0.02g～0.20g、0.13g～0.33g和5.2g～48.8g,相比重车工况而言,空车工况下构架加速度受列车运行速度变化的影响更为显著;轨道结构测试中,轮轨垂向力及横向力的范围分别为101.91～168.30kN和23.51～86.22kN,重载列车提速引起轮轨横向力小幅波动;钢轨及轨枕的垂向加速度范围分别为20.32g～59.32g、2.75g～7.50g,钢轨及轨枕加速度均随列车速度的增加而增大;测试中,车辆稳定性及轮轨动态相互作用指标均小于安全限值。     

列车动载作用下偏压基坑围护结构的动力响应分析

深圳地铁五号线民治站基坑工程紧邻平南铁路,路堤顶部高于基坑开挖面7～9m,基坑地连墙切入铁路路堤坡脚2m,不仅承受较大偏压静载,且受列车动载影响。通过现场测试获得列车激振荷载衰减规律,并作为激励作用于动力有限元模型,比对5种工况讨论了列车荷载对基坑围护结构的振动响应。结果表明,实测列车水平加速度大于垂直加速度,并随着水平距离及竖向深度的增大呈非线性衰减。围护结构变形对列车激振作用比较敏感,而内力变化不大。基坑开挖中,紧临铁路侧连续墙和支撑结构振动加速度存在一定的放大效应,而车站结构施做完毕,紧临铁路侧振动加速度变化不大,而远离铁路侧振动幅值有较大增长。基于变形控制标准,提出了列车限速60km/h的减震控制措施,可供类似工程参考。     

预应力简支钢箱梁自振频率研究

建立了预应力钢箱梁振动性能的非线性分析模型,并推导了曲线型布索的预应力简支钢箱梁自振频率计算公式;以曲线型布索的预应力简支钢箱梁试验模型为基础,应用有限元分析软件ANSYS建立了预应力简支钢箱梁模型并对其进行模态分析,通过模型试验的自振频率测试结果和有限元分析结果验证了理论公式推导的正确性;采用理论计算和有限元数值计算相结合的方法研究了预应力钢索索力、锚固位置对预应力简支钢箱梁自振频率的影响。     

基于监测数据的钢箱梁U肋细节疲劳可靠性分析

针对某悬索桥钢箱梁疲劳开裂严重,基于WIM动态称重系统采集的数据,对该桥通行车辆的车型、轴距、轴重、总重、是否超载进行了统计,明确了该桥交通荷载特征及各车道随机车流差异性,依据实桥动应变监测数据,运用雨流计数法及Palmgren-Miner线性损伤累积理论,获得了运营状态下各车道的疲劳应力谱,基于均匀设计-径向基神经网络-重要蒙特卡罗法（UD-RBF-IMC）相结合的算法,运用线弹性断裂力学对U肋对接焊缝疲劳可靠性进行了评估,研究了交通量及轴重增长对疲劳可靠度的影响规律。研究结果表明：该桥疲劳车型可简化为V2~V10共9类,左、右幅V2车型的总重均为单峰偏态分布,超载率不到4%,V3~V10车型的总重均为多峰分布,超载率大于30%,最高达69%;重车道V2~V10车型的比例明显高于其他车道;温度日变化对疲劳应力谱的影响较小,采样频率对应力谱的影响较为显著,不宜小于50 Hz;结合UD、RBF、IMC算法各自的优点,有效提高了基于监测数据的钢箱梁细节疲劳可靠度指标的求解精度和效率;轴重增长系数对疲劳可靠度的影响明显大于交通量增长系数,在运营期间除控制交通量外,还需重点控制重车比例和超载率;当交通量增长系数为3%,轴重增长系数为0.6%时,1#测点疲劳寿命仅为74年;超车道重载卡车数量较少,高水平应力循环较少,疲劳寿命较长,而快车道和重车道重载卡车较多,高水平应力循环较多,存在疲劳开裂风险,需重点关注。     

无铺装层钢箱梁日照温度场分析

针对我国桥涵设计规范未给出无铺装层钢箱梁日照温度梯度和采用实测方法确定其温度梯度工作量大的不足,根据热传导和有限元基本原理,应用ANSYS建立了江东大桥自锚式悬索桥一段无铺装层钢箱梁三维模型,求解了其温度梯度,并经现场实桥测试,实测值与计算值吻合较好.对钢箱梁日照温度场影响因素进行参数敏感性分析,发现吸收率对温度场计算...     

斜拉桥主梁振动对拉索阻尼器减振效果的影响分析

采用拉索索端阻尼器是大跨度斜拉桥拉索减振的主要措施之一。现有拉索阻尼器设计理论均假定索的两端为固结;然而,随着斜拉桥跨度的增大,桥梁结构整体刚度下降,主梁振动对拉索附加阻尼器减振效果的影响成为大跨度斜拉桥拉索减振设计需要考虑的问题。该文建立了索、梁和阻尼器组合系统的简化理论模型,并对其进行了复模态分析。以跨径分别为400m、650m和1km的3座斜拉桥主跨最长索为算例,分析了主梁振动对拉索附加阻尼器减振效果的影响,指出了现有阻尼器设计理论的不足。分析结果表明:主梁振动降低了拉索附加阻尼器的减振效果;在大跨度斜拉桥拉索的减振设计中,必须考虑主梁参与振动的影响。     

爆炸荷载作用下地下拱结构动力分析

为了准确分析爆炸作用下地下拱结构的动力响应,利用阻尼系数来表达土介质与结构的动力相互作用,建立结构运动方程。由于结构动态响应方程的复杂性,在计算中对结构进行了简化,忽略了结构剪切力、转动惯性矩以及切向力的影响,并且假设拱结构在切线方向是不可延展的。利用振型分解法获得了两端固支拱结构在爆炸荷载作用下的动态响应的解析解。对圆心角为120°的拱结构单元进行了计算,得出了位移、速度和加速度时程响应曲线,探讨了参数响应的最大值与比例爆距之间的关系,得到了最大值与比例爆距之间的关系曲线。利用解析计算得到了结构弯矩的包络图。     

波形钢腹板组合槽形梁抗扭性能试验研究

为了研究新型结构预应力波形钢腹板组合槽形梁的抗扭性能,基于约束扭转理论,推导了波形钢腹板组合槽形梁的约束扭转翘曲应力表达式和扇形惯性矩;考虑了波形钢腹板的褶皱效应对纵向刚度的影响,计入波形钢腹板的剪切变形对约束扭转刚度的降低,得到了扇形惯性矩修正公式;最终建立了集中扭矩作用下的扭转角计算公式。完成了2片波形钢腹板组合槽形试验梁的偏载试验和3片相同梁的对称加载试验,试验表明：90 kN以内的偏载作用下,试验梁的荷载-位移曲线基本呈线性;试验梁两侧竖向位移的平均值与对称荷载作用下的竖向位移基本相同;试验梁的偏载系数位于1.2~1.3,比波形钢腹板组合箱梁增大10%左右。理论计算、试验测试和有限元分析表明：该文建立的扭转角计算公式采用修正过的扇形惯性矩进行计算,具有良好的精度。     

大跨斜拉桥扁平钢箱梁的多尺度损伤分析研究

以润扬大桥斜拉桥为分析对象,提出了扁平钢箱梁结构的多尺度损伤分析方法。采用子结构方法将钢箱梁结构全尺度动力响应和细节尺度构件损伤相互衔接实现多尺度损伤分析。在此基础上对模态曲率、模态应变能、模态柔度和斜拉索索力指标的损伤识别效果进行了比较研究。分析结果表明:(1)无噪声情况下,除了模态柔度指标不能够正确识别钢箱梁腹板损伤以外,各损伤指标均能正确识别其余所有损伤工况。(2)对大多数情况,柔度指标的抗噪性最好,曲率指标和应变能指标次之,索力指标最差;(3)应变能指标和柔度指标在钢箱梁结构损伤定位上具有一定的互补性。     

大跨度连续拱桁组合钢桥空间振动分析

运用桥梁结构动力学与车辆动力学的研究方法,将车轿作为联合动力体系,以一座跨径布置为１４４＋１９２＋２６４＋１９２＋１４４ｍ的连续拱桁梁桥为研究对象,对高速列车过桥时空间振响应进行了分析,,着重研究了列车速度变化时桥梁的挠度,车辆舒适度及脱轨安全度的影响,并对列车运行走进行了评价。     

典型人字形桥梁模型试验研究与分析

为分析受力复杂的异形薄壁箱梁桥,在初等梁理论的基础上,通过增加自由度的方法,提出每个节点10个自由度的薄壁箱梁分析单元。同时从现有的人字形桥梁中抽象出一种典型的结构作为研究对象,根据相似理论建立有机玻璃模型,设置了多种支座形式及多种荷载工况下的试验测点。另外,分别建立初等空间梁格与板壳有限元模型,同时对模型的理论分析与实测结果进行比较。研究结果显示初等梁理论不能较好地反映人字形薄壁箱梁桥的受力行为,并指出板壳理论在结构整体分析时尚存在不足,验证了该文理论分析方法的正确性和简便性,为求解人字形桥梁复杂受力行为提供了一种有效的途径。     

钢板-混凝土组合桥面板疲劳性能试验研究

为研究钢板-混凝土组合桥面板在疲劳荷载下的受力性能,该文完成了10块钢板-混凝土组合桥面板试件的等幅疲劳试验研究。试验主要考察栓钉布置、开孔钢板连接件数量及疲劳荷载幅值等3个因素对组合桥板的疲劳破坏模式及疲劳损伤程度的影响。试验过程中对组合桥面板各个主要时刻的动挠度、混凝土应变、底部钢板应变、残余挠度及剩余承载力进行测...