基于流量影响线法的广东省中小桥换算雨量荷载系列研究

提出了适用于流量影响线法的换算雨量荷载系列,并在广东省综合单位线法基础上利用VB程序绘制出广东省相对于设计频率为1/100的换算雨量荷载等值线图.在勘测到桥梁墩台的历史水痕后,对该桥址处进行流量影响线标定,确定影响线各参数值.将换算的雨量荷载系列在所标定的流量影响线上加载,即可得出相应于该设计频率的最大洪峰流量.广东省...     

考虑加载历史的高速铁路梁轨相互作用分析

目前大多数梁轨相互作用研究中并未考虑加载历史的影响,本文推导了考虑加载历史的线路纵向阻力表达式,与梁轨相对位移的微分方程联立,迭代求解钢轨纵向力和墩台水平力,计算结果更贴近实际情况。以高速铁路简支梁桥、连续梁桥和独塔斜拉桥为算例,采用考虑加载历史的荷载步法计算挠曲力和制动力,并与影响线及逐跨加载法进行对比。分析在梁体温度变形基础上各纵向力的计算方法,并与数值相加的结果进行比较。研究表明,逐跨加载法误差较大,影响线法计算钢轨纵向力结果虽偏安全,但其计算出的墩顶水平力比实际结果小10%~40%;通过单独计算钢轨纵向力并数值相加来检算钢轨时,应考虑伸缩力或制动力系数为-1时的情况;检算墩台时采用数值相加法有时会比实际结果小40%。     

流量影响线及其在桥梁山洪水害预报中的应用

在单位线法的基础上提出流量影响线法。流量影响线的数学模型与简支梁应力影响线的数学模型相同,这样就将洪峰流量计算转换成结构力学中的影响线最不利加载。流量影响线法需要利用历史上的洪水在桥梁墩台上留下水痕高程并收集到降雨量系列,完成流量影响线的标定。在接收到新的降雨量数据后,将雨量当作移动荷载在流量影响线上加载,计算出流量历程曲线,据此确定出最大洪峰流量和到达桥址处的时间即造峰时间。使用流量影响线计算流量时不需要流域面积,可以减少外业工作量。无论是已经建立单位线的地区还是没有建立单位线的地区,都可以利用流量影响线法预报山洪对中小桥的影响。流量影响线法可以为抗洪提供科学依据,为行车安全与抢险赢得宝贵的准备时间。     

考虑剪力滞系数的客运专线32m后张梁静载试验方法研究

考虑到箱梁在静载试验等效加载和实际设计荷载加载模式不同对箱梁底板下缘应力的影响,设计图纸中要求静载试验加载数据计算要考虑剪力滞系数影响,研究石武客运专线32m后张梁静载试验加载数据计算方法,通过把综合剪力滞系数和集中剪力滞系数代入加载数据,准确地计算出了静载试验各级加载数据,计算结果满足设计的要求,这套客运专线32 m后张梁静载试验加载数据计算和试验方法是准确可靠的。     

在公路斜交框构桥上纵向加载设计

本文介绍在公路斜交框构桥上荷载作用下,应用有限元平行四边形单元斜交框构的程序,在NOVA机上计算出荷载内力及各种单位力影响线后,并利用SHARP,PC—1500小型机进行多车道公路纵向加载及配筋设计,找出一个简易的计算方法。     

锦赤铁路小流域暴雨径流计算分析

研究目的:结合锦州至赤峰铁路线勘测的实践,综合分析沿线流域内的诸多因素,探索出一套计算小流域地区暴雨径流验证的方法.研究结果:结合本地区河流水系、水文、气象等自然特征,采用4种水文计算方法,得出不同公式计算流量的结果,经比较分析,锦州至赤峰铁路沿线,选用地方公式法计算小流域暴雨径流是适合的.     

铁路混凝土连续梁桥加载方式研究

对存在正负影响线的混凝土连续梁桥进行受力分析,我国规定的加载方式与国际铁路联盟的规定有所差异。我国考虑列车编组中存在空车的情况,即在大于15 m的异符号影响线区段施加空车荷载;而国际铁路联盟考虑最不利情况,仅在同符号区段施加列车荷载。针对这种情况,选择我国典型跨度连续梁,进行不同加载方式下桥梁受力性能的对比分析。采用MIDAS/Civil建立连续梁桥模型,对2种加载方式下边跨和中跨的跨中弯矩、支座反力进行计算分析。结果表明,在异符号影响线区段施加空车荷载与否对连续梁桥结构受力性能影响较小,且在异符号影响线区段加载会显著增加设计人员的工作量。建议我国现行设计规范应予以调整,即对于存在正负影响线的混凝土连续梁桥可按最不利情况进行加载,异符号影响线区段不予施加空车荷载。     

系杆拱连续梁桥-多线轨道互制分析的荷载步法

为研究考虑加载历史的桥梁-多线轨道系统受力特性，通过推导考虑加载历史的线路纵向阻力迭代公式并以某(77+3×156.8+77) m系杆拱连续梁桥为例，建立考虑钢管混凝土拱、吊杆、梁体、桥墩、桩基、多线轨道的大跨度系杆拱连续梁桥一体化有限元模型，分析加载历史对系杆拱连续梁桥-轨道系统受力影响及结构检算结果。结果表明：代数求和算法计算钢轨应力峰值偏大61.9%,墩顶水平力偏大74.0%,考虑温度效应须同时对钢轨、梁体和拱施加温度荷载；挠曲工况下双线同向加载时墩顶水平力为1 058.2 kN,双线对向加载时墩顶扭矩为4 193.6 kN·m;计算温度制挠力时，代数求和算法计算钢轨应力较荷载步法偏大7%,墩顶水平力偏大8%～27%,设计不经济；代数求和算法计算墩顶扭矩与荷载步法最大偏差可达51.3%。     

地铁车站预制装配式结构注浆式榫槽接头试验方案研究

针对长春地铁2号线首次开展的地铁车站预制装配新技术研究与应用工作,对装配式结构采用的新型注浆式榫槽接头1︰1原型试验方案研究进行系统介绍,包括试验系统研发、试验方案设计、加载策略研究及实际应用效果分析等,提出立坑式反力加载系统、涵盖各种接头形式和注浆材料的试验工况及逐级循环加载法,形成一套可靠、便捷且经济的由加载、监测、拼装及注浆、吊装及运输等系统组成的接头力学性能试验系统,并通过有限元分析手段展示试验系统的实际应用效果,表明试验结果与数值计算结果吻合度较好,验证试验系统的有效性和可信性。     

车辆阻力对站线坡度设计的影响研究

根据车辆所受基本阻力、曲线阻力、坡道阻力、风阻力、道岔阻力,建立车辆单位基本阻力模型及数学表达式,运用车辆参数及风阻力参数,对车辆相关状态进行分析计算,研究表明:线路纵坡即使为平坡,亦存在溜逸安全隐患,必须采取措施才能保证安全;对《站规》站线纵坡标准,进行安全评估,提出利用停车顶改善车辆停放状态的措施意见及计算办法;利用减速顶做功耗能可以提高装车线线路纵坡,从而满足定量快速装车或轨道衡计量系统的技术要求,为线路纵坡设计提供依据,拓宽站场调速设备应用领域,创新工程设计方法,为工程综合优化设计提供理论基础,供设计分析及计算参考。     

横卧式框架反力墙结构性能试验研究与数值模拟

阐述横卧式框架反力墙结构试验研究与有限元数值模拟,分析横卧式框架反力墙试验设计及制作、加载方案及量测系统,以及中间反力墩的载荷-位移试验结果;从模型建立、钢筋和混凝土相关参数计算、计算与试验结果比较方面进行有限元数值模拟分析;提出计算与试验结果揭示的结构破坏形态为斜剪切破坏和斜拉破坏,引入的损伤变量可揭示混凝土的性能劣化,计算结果对设计有参考价值等结论。     

预制拼装综合管廊结构设计计算方法

依托成都市蜀龙五期马蹄形预制拼装综合管廊工程,首先将修正惯用法、弹性铰法的弯矩计算结果分别与梁-弹簧法弯矩计算结果进行对比,然后采用梁-弹簧法对预制拼装综合管廊设计参数进行敏感性分析。结果表明:修正惯用法刚度折减系数的不同取值对结构弯矩影响较小;刚度折减系数取0.9时,修正惯用法计算结果最接近梁-弹簧法;弹性铰法旋转弹簧刚度的不同取值对结构弯矩影响较小;旋转弹簧刚度为2.5×104k N·m/rad时弹性铰法计算结果最接近梁-弹簧法;与修正惯用法相比,弹性铰法计算结果更接近梁-弹簧法;基床系数、偏压荷载等设计参数对结构内力及长短轴收敛变形均有不同程度的影响。     

高速列车头车主型线变化对列车周围流场影响研究

采用三维雷诺时均SST k-ω双方程湍流模型和有限体积法对一种已经运营的高速列车周围流场进行数值模拟,分析列车头部主型线的变化对列车周围流场的影响,将计算结果在风动试验中进行验证。研究结果表明:列车周围压力场的差异主要存在于主型线变化区域,车身受到的影响有限;列车尾部流场受到主型线的影响较大,造成了尾车气动载荷数据差异较大;该型号列车头部纵剖面和水平剖面型线造成的头部的局部变化并未能大幅提高列车的抗风性能。研究方法及结果可为高速列车外形设计提供有效参考。     

季节性冻土区高速铁路路基冻深研究

针对季节性冻土区高速铁路路基冻胀的最大变形量应小于5mm的严格要求,开展季节性冻土区高速铁路路基冻深的研究。在综合分析国内外相关冻深求解方法的基础上,提出采用改进的Berggren法计算高速铁路路基设计冻深的公式。该公式考虑了路基的热力特性、气象条件以及地基条件,适用于特性各异的多层土路基。运用现场监测和基于比奥固结理论的有限元仿真分析方法及改进Berggren法,对某典型冻土区段高速铁路的路基冻胀及温度场和位移场进行测量、计算和分析,结果表明:路基冻深的发展历经较浅且小幅波动、向下快速发展且达到最大、逐渐减小和浅层小幅波动等阶段;路基冻胀变形主要发生在冻深的70%范围内;该典型冻土区段最大冻深的有限元仿真计算值为1.98m,改进的Berggren法计算值为1.94m,与实际监测值1.90m的计算误差分别仅为4.2%和2.4%,表明有限元仿真分析方法和改进的Berggren法均为确定路基冻深的有效手段。     

遂渝线无砟轨道综合接地系统钢轨电位及电流分布的分析

研究目的:结合遂渝线无砟轨道综合接地系统,对无砟轨道钢轨电位及电流分布进行分析计算,并得出相应的结论。研究结果:在回流系统无回流线和综合地线或有回流线无综合地线的情况下,钢轨电位将超过或接近120 V。因此,在对地泄露电阻较高的无砟轨道区段,应当在回流系统中进一步设置金属性回流通路(综合地线),以降低钢轨电位和接触电势。     

跨座式单轨交通车辆段试车线长度计算研究

跨座式单轨交通车辆新车组装及检修后均需要在试车线进行动态调试,以检验新车组装质量和修程车检修质量;检验车辆技术状态,进行系统调试和性能试验。在车辆段设计中,试车线的设计非常重要,其设计重点是合理确定试车线长度。采用平均加速度法和牵引计算法对单轨交通试车线长度进行计算,分析比较高速试车和中速试车2种试车工况的计算结果,指出试车线长度设计应优先采用牵引计算方法得出的数据,并根据用地条件设计试车线。当车辆段试车线长度不能满足高速试车要求时,应在正线选择合适区段进行高速试车。     

公轨两用拱桥吊杆的疲劳分析

提出了一种公轨两用拱桥吊杆的疲劳分析方法。依据交通流量调查和相关规范中汽车及轻轨车荷载谱的规定,基于Monte-carlo原理,模拟产生了通过桥梁的双向多车道汽车车流及双向轻轨车车流。针对典型吊杆的影响线开展模拟车流加载,得到杆件应力历程,通过泄水法得到杆件应力谱,按照Palmgren-Miner线性累积损伤理论,计算得到各吊杆的等效应力幅并进行设计基准期内的损伤度评估。以某公轨两用拱桥进行实例分析,同时考虑6线行车道公路荷载和双线轻轨荷载,对吊杆开展了疲劳分析。计算结果表明:采用模拟车流法可方便开展公轨两用特大桥构件的疲劳分析和疲劳剩余寿命评估。     

地铁T型换乘车站结构抗震设计两种分析方法计算结果差异性对比分析

结合地铁抗震规范相关要求,以郑州地铁6号线龙湖北站T型换乘站为例,对比分析时程分析法和反应位移法在地铁T型换乘车站结构抗震设计计算中的差异情况。结果表明:T型换乘车站结构的开口断面和标准断面内主要部位的受力规律基本一致,但断面内两种分析方法计算结果之间表现为差异悬殊和结果相近并存的状态,差异程度因具体部位而不同;为提高T型车站结构的抗震设计的可靠性,应按照规范要求同时使用时程分析法和反应位移法对T型换乘车站结构进行计算;反应位移法对地铁车站T型换乘节点的抗震设计具有一定参考价值,实际设计时可根据断面不同部位以时程分析法为主、反应位移法为辅。     

SS4改进型电力机车转向架构架仿真分析及局部结构优化

对改进设计后的SS4改进型电力机车构架整体结构进行了静强度、疲劳强度计算和模态分析,计算结果均满足相关的标准规定和运营要求;对在段运营中出现裂纹的砂箱安装支座和摩擦减振器座进行了局部结构优化及强度计算,优化后,新结构的计算应力值大幅降低,满足了长期在线运营的要求。     

超大跨度铁路桥梁列车加载长度研究

加载长度对千米级超大跨度桥梁截面尺寸及造价投资起重要作用,需对主跨或主桥联长大于1 km以上的桥梁列车加载长度分析。通过研究,拟找到中-活载及ZK荷载等不同荷载形式下超大跨度桥梁荷载合理加载模式。研究结论:城际铁路及客运专线可按照450 m加载长度加载,普通客货共线铁路及货运专线加载长度根据本线的货车编组情况,可按所设计到发线有效长度作为超大跨度桥梁加载长度;对于主桥联长小于3 km的桥梁,全桥范围内可仅采用1个加载长度加载。