高墩简支梁桥相邻墩高差限值研究

桥梁在温度荷载作用下会发生上拱或下沉,带动钢轨变形,当相邻墩高差较大时,甚至引起轨道几何形位超限。本文以合福(合肥—福州)高速铁路10×32 m简支箱梁桥为研究对象,基于隔枕校核的方法,针对导致轨道高低和方向不平顺的几种常见温度荷载及组合,提出了32 m高墩简支箱梁桥相邻墩高差合理取值范围的拟合计算公式。建议分别考虑桥墩升(降)温、桥墩升温耦合桥梁竖向正温差、桥墩降温耦合桥梁竖向负温差以及桥墩横向温差4种计算工况,并均采用长波不平顺校核方法,结合不同地区温度分布特征,取上述4种工况计算确定的相邻墩高差最小值作为限值。     

32m高速铁路简支梁桥铺轨后残余徐变上拱限值研究

运用Midas软件分别建立简支梁桥-CRTSⅡ型板式无砟轨道空间耦合静力学模型和车-线-桥耦合动力学模型,进行32m高速铁路简支梁桥铺轨后残余徐变上拱限值研究。结果表明:桥梁残余徐变变形是影响32m波长周期性高低不平顺的主要因素;随着桥梁残余徐变幅值增加,长钢轨的附加不平顺呈线性增大,桥梁残余变形幅值为10mm时,钢轨的上拱变形量可达9.8mm;行车速度为380km·h^-1、桥梁残余徐变上拱幅值由3mm增加至10mm时,车体的垂向加速度峰值由0.275m·s^-2增加至1.159m·s^-2,旅客乘坐舒适度指标由1.549逐渐增加至3.105;当桥梁残余徐变幅值为8.0mm,在280~380km·h-1车速范围内,旅客乘坐舒适度指标达到3.108,桥梁梁端振动加速度达到5.217m·s^-2,已超出规范限值,因此建议高速铁路32m简支梁桥铺轨后其残余徐变上拱限值按7.0mm控制,为避免残余徐变限值的改变对桥梁设计方案产生显著影响,可通过适当延后铺轨时间保证桥梁残余徐变变形满足限值要求。     

400 km/h高速铁路两种简支梁桥竖向基频限值对比研究

随着莫斯科—喀山400 km/h高速铁路设计的逐步推进,国内已有的高速铁路设计规范对于简支梁桥基频限值的相关条文已不能满足设计需求。为避免列车通过桥梁时出现过大振动甚至产生共振,以莫喀高速铁路两种33. 1 m简支梁桥形式(混凝土简支箱梁桥、钢-混结合简支梁桥)为背景,通过车桥耦合振动分析,对简支梁桥的竖向挠度和基频限值进行研究。结果表明:列车活载类型对桥梁竖向基频限值有一定影响,这与车辆的车长和轴重等参数有关;对于跨度L=33. 1 m混凝土简支箱梁桥,中国高速列车对应的竖向基频限值为100/L,俄罗斯设计列车对应的竖向基频限值为140/L; 33. 1 m钢-混结合简支梁比33. 1 m混凝土简支箱梁桥的竖向基频限值更高。本研究成果可为400 km/h高速铁路简支梁桥设计提供参考。     

高速铁路简支梁桥减隔震研究

研究目的:近年来,为满足人们对交通运输的需求,高速铁路工程事业正蓬勃发展,相应的高速铁路抗震问题也引起越来越多的学者们的关注。但是,一般的减隔震装置难以满足高速铁路地震时行车安全性的严格要求。基于此,本文针对罕遇地震作用下的高速铁路简支梁桥提出一种新型减隔震系统,并对新型减隔震系统的动力设计参数进行优化设计,使其更好地服务于高速铁路桥梁。研究结论:(1)在LRB性能参数的可行域内能够获得满足本文分析模型约束条件的最优解,因此优化设计提高了新型减隔震系统的控制效果,可降低生产成本;(2)新型减隔震系统对强震下高速铁路简支梁桥地震响应具有良好的控制效果,新型减隔震系统可在减少梁端纵向位移、保证桥墩不屈服的基础上,使桥墩底部的弯矩最小化;(3)在高速铁路简支梁桥的减隔震设计中,梁端纵向位移和桥墩剪力是主要约束条件,对新型减隔震系统性能参数最优解的选取起着重要作用;(4)利用SQP算法求解本文建立的优化设计模型,最优解收敛迅速且稳定;(5)该研究结论可为减隔震技术在高速铁路简支桥梁中的设计和应用提供全新的思路与手段。     

高速铁路简支梁桥竖向振动响应研究

本文建立了用荷载列模型定性分析高速铁路线上同一类型车辆通过不同跨度简以梁桥时的桥梁跨中挠度振动响应的计算式，并比较了荷载理模型与车－桥耦合模型模拟计算结果的的异同。指出两种结果之间差异的原因在于耦合振动模型中由于车辆的影响，桥梁瞬时振动频率及经比有较大改变所引起；通过计算分析，本文指出了简支梁振动响应较大的跨度及频率范围，初步提出了避免共振及减小振动的技术措施。     

高速铁路箱式路基沉降限值研究

为了解决低墩桥梁造价高,传统路基填料耗费多、占地面积大等难题,提出新型“箱式路基”结构。然而在高速铁路运营过程中地基不可避免会发生不均匀沉降,影响箱式路基服役性能和列车的安全运行。为确定新型箱式路基结构的沉降限值,从轨道结构受力变形和列车走行性2方面研究了地基沉降对箱式路基静、动力学特性的影响。考虑有砟和无砟2种轨道形式,根据箱式路基结构特点确定了错台、折角、对折和横向错位4种沉降类型;通过建立轨道-箱式路基非线性有限元模型,分析了不同沉降类型和沉降幅值下的扣件竖向力和10 m弦长矢度值;建立列车-轨道-箱式路基耦合动力学模型,采用联合仿真方法分析了不同沉降类型、不同沉降幅值和不同行车速度下的列车动力响应;综合静力、动力计算结果并结合规范得出了箱式路基沉降限值。研究结果表明,对于有砟轨道-箱式路基结构,除350 km/h错台沉降工况下的沉降限值由动力指标中的轮重减载率控制外,其他工况下的沉降限值均由静力指标中的10 m弦长矢度值控制;对于无砟轨道-箱式路基结构,其沉降限值不受动力指标控制,错台、横向错位沉降限值由扣件竖向力控制,折角、对折沉降限值由10 m弦长矢度值控制。有砟轨道-箱式...     

城市轨道交通简支梁桥桥墩纵向水平刚度限值研究

在考虑不同轨温幅度变化,且不考虑梁端铺设钢轨伸缩调节器的情况下,采用强度指标及变形指标对地铁简支梁桥桥墩纵向水平刚度限值进行研究。结果表明:线路纵向阻力参数、列车制动荷载和轮轨黏着系数对桥墩纵向水平刚度限值的影响较大。在1.8倍列车荷载下,采用0.164摩擦因数时,建议30 m简支梁单双线制动工况下桥墩纵向水平刚度限值分别取100,180 kN/cm;35 m简支梁桥墩纵向水平刚度限值分别取150,220 kN/cm。采用0.250摩擦因数时,建议30 m简支梁单双线制动工况下桥墩纵向水平刚度限值分别取250,500 kN/cm;35 m简支梁桥墩纵向水平刚度限值分别取300,500 kN/cm。由于该计算结果为理论分析结果,采用的阻力参数、荷载参数等与实际是否相符合还需要进一步验证。     

高速铁路简支梁桥等跨布置的理论研究

分析了等跨布置的铁路简支梁桥在共振速度下的动力特性,及车辆运行平稳性和稳定性.计算表明,等跨布置的简支梁桥在高速范围内会有1～2个共振速度;桥梁的动力系数各孔变化不大,反映旅客乘坐舒适度的列车平稳性指标在前4孔稍有变化,从第5孔开始稳定,说明铁路长桥采用等跨布置是可行的.     

高速铁路环境振动控制限值

现行标准GB10070—1988《城市区域环境振动标准》中,对铁路干线两侧的限值规定是在20世纪80年代根据当时既有普速铁路制订的,没有考虑高速铁路的特点,不适合评价高速铁路。根据国外的有关标准和我国研究成果,笔者认为高速铁路环境振动评价宜采用86 dB作为控制限值。     

时速140km城市轨道交通简支梁桥竖向刚度限值研究

轨道桥梁竖向刚度限值一般由乘坐舒适度与行车安全性控制。目前正在建设中的上海轨道交通11号线南段工程,其设计车速为140 km/h,这一车速超出现有规范覆盖范围。为此,分别采用半波正弦模型和动力耦合模型分析了地铁A型列车通过多孔简支梁桥时车、桥动力响应,分别以ISO2631舒适度标准和我国高速铁路设计规范规定的舒适度标准为主要控制指标,得到了车速140 km/h城市轨道交通简支梁桥的合理竖向刚度限值。     

高速铁路简支钢桁梁桥横向刚度限值研究

本文根据列车－桥梁时变系统随机分析结果，按照桥上列车脱轨安全系数和司机、旅客舒适度的要求，得出６４ｍ、８０ｍ钢桁梁桥横向刚度限值－－桥梁客许极限宽跨比［Ｂ／Ｌ］，经初步验证此计算结果良好，并对今后制定高速铁路钢桁梁桥横向刚度限值具有一定的参考作用。     

高沪高速铁路环境振动建议限值

高速铁路引起的环境振动是国外铁路发展中十分重要的问题。根据对国外有关振动标准的研究分析，结合京沪高速铁路的特点，提出了京沪高速铁路环境振动的建议限值为90dB和86dB，可供今后京沪高速铁路的设计和环境保护参考。     

桥墩墩顶横向水平位移限值的研究

结合现行桥梁设计规范的修订工作,对桥墩墩顶横向水平位移的限值进行研究。首先对国内外关于墩顶横向位移的限值进行比较,然后从既有线选择了3种代表情况计算其墩顶位移值来进行统计分析,从而提供确定合理限值的依据,最后提出结论性意见。     

严寒地区高速铁路多跨简支梁桥下部结构变位试验研究

对一座严寒地区高速铁路多跨简支梁桥在一个完整冻融循环周期的变位情况进行了定期测试和实时监测,分析了桥梁下部结构横向、纵向变位随季节性冻融循环的变化规律。分析结果表明:墩顶变位是由桥墩基础两侧含水率差异导致的,墩顶横向、纵向变位在冻融阶段内均表现出单向发展趋势,并于融化回落后期恢复至变位初始值附近,且土体冻结发展期及融化初期是墩顶变位发展及变化的主要时期;在墩高不大于20 m的情况下,墩顶横向、纵向变位幅值一般不会超过10 mm。     

近场地震作用下高速铁路简支梁桥行车安全性影响研究

为评估近场地震作用下渝昆高铁典型规则与非规则简支梁桥的行车安全性,分别建立等墩高10跨简支梁桥与某实际非规则铁路简支梁桥有限元模型,首先对不同抗震方案进行比选,在此基础上,计算各桥梁动力特性,选取桥址周围实际近场地震动作为输入,考虑列车不同行车速度,对4种不同桥梁结构进行列车-桥梁耦合系统时程分析.选取列车脱轨系数、轮...     

高速铁路常用跨度桥梁挠跨比限值研究

在高速铁路桥梁设计实践中,实际设计的高速铁路桥梁在ZK静活载作用下的竖向挠度均远小于《高速铁路设计规范》表7.3.2中的限值。控制高速铁路桥梁设计的为基频、梁端转角和残余徐变变形等其他限值指标,《高速铁路设计规范》中的竖向挠度限值只有象征意义,并不控制设计。通过梁端转角与挠跨比的相关关系入手,采用车-桥耦合动力仿真分析方法,对高速铁路常用跨度桥梁的挠跨比进行分析研究,并结合工程实践,提出挠跨比建议值,研究成果为铁路桥梁设计规范的修订提供参考。     

低屈服点钢阻尼器在高速铁路简支梁桥中的应用研究

高速铁路简支梁桥应用低屈服点钢阻尼器,可以大幅度提高结构的抗震性能.选择三种墩高的典型高速铁路简支梁桥为研究对象,进行了罕遇地震下设置减震榫时的非线性时程反应分析及不设置减震榫时的线性时程反应分析.研究结果表明,减震榫有优异的减震性能,应用该装置可以大幅提高桥梁的抗震性能,解决了我国高速铁路桥梁刚度大,配筋率低,难以出现塑性铰的技术难题.     

高速铁路多跨简支梁桥纵向地震力分布规律

研究目的:为研究CRTSⅡ型板式无砟轨道系统对支座及端刺结构纵向地震力的影响,以多跨32 m高速铁路简支梁桥为研究对象,分别建立线桥一体化模型与传统模型,通过调整墩高及跨数,研究考虑轨道约束时纵向地震力在桥墩支座间的分布规律。通过探讨墩顶支座、台顶支座地震力和端刺纵向地震力这三个量值间的关系,进而分析纵向地震力在整个桥梁体系中的分布规律。研究结论:(1)考虑轨道体系纵向约束效应,多跨简支梁桥的固定支座纵向地震力呈边界处小、中跨大的抛物线形分布,而传统模型呈直线形分布;支座纵向地震力存在明显的反应放大区域,该区域位于桥梁中间跨附近,区域范围与墩高及跨数有关;(2)放大区域系数随跨数增加而增加,随墩高增加而减小,当跨数为50跨时,处在中间跨附近区域的支座纵向地震力相比于传统模型计算值,增加约20%;(3)支座纵向地震力分布规律与轨道体系对结构自振周期的影响以及边界效应影响范围双重作用有关;(4)本研究成果可应用于地势平缓、全桥墩高接近的高速铁路简支梁桥的抗震设计。     

高速铁路多跨简支梁桥横向振动随机分析

以列车－桥梁时变系统的能量随机分析理论为基础，采用计算机模拟分析方法，提出了双Ｔ型砼简支梁桥空间振劝分析模型，计算了列车分别以２００，２５０，３００，３５０Ｋｍ／ｈ速度通过１６ｍ，２４ｍ，３２ｍ单线简支承应力砼梁桥空间振劝响应。