大秦重载铁路轮轨垂直动荷载谱的研究

轨道荷载谱是轨道部件设计的重要参考依据。本文依托大秦重载铁路轨道动力学长期监测数据,对通过R500 m曲线、R800 m曲线和直线段等3个特征地段的25 t轴重C80重车轮轨垂直动荷载分布状况进行数理统计,绘制了不同线路特征条件下的轨道荷载谱,并通过轨道荷载谱揭示了25 t轴重疲劳荷载作用下的荷载分布特点。     

重载铁路25 t轴重列车轨道荷载谱的绘制

轨道荷载谱是轨道部件设计时的重要参考依据.本文依托大秦重载铁路轨道动力学荷载长期监测数据,统计了25 t轴重的 C80重车通过半径为500 m曲线、半径为800 m 曲线和直线段3个特征工点时列车轮轨荷载分布,绘制了不同线路特征条件下的轨道荷载谱,分析了轮轨冲击系数等动力学参数的分布密度.通过轨道荷载谱揭示了25 t轴重疲劳荷载作用下的轮轨冲击系数分布特点.     

不同轨道状态对轮轨附加动荷载影响

根据随机振动基本理论，建立了轮轨相互作用模型，分析列车速度提高后，轨道不平顺谱、轨道刚度等参数对轮轨附加动荷载的影响，本文主要对不同轨道状态下的轮轨附加动荷载进行了研究，研究结果认为，采用合理的轨道结构，减小轨道的不平顺，可以明显降低轮轨附加动荷载，是减少由于列车速度提高后轮轨动力作用的有效措施。     

列车荷载对CRTSⅠ型板式轨道疲劳损伤的影响研究

为研究CRTSI型轨道板及CA砂浆层在列车疲劳荷载作用下的疲劳损伤,按照轮轨力的正态分布规律及疲劳荷载编谱方法中的单参数计数法将列车荷载简化为2种疲劳荷载谱,通过建立的弹性地基梁-体模型计算了列车疲劳荷载作用下轨道板及CA砂浆应力值,采用Miner线性准则及以应力为基础的疲劳寿命计算方法,分别计算了轨道板混凝土及CA砂浆在60年服役期内的疲劳损伤。理论分析结果表明:仅考虑列车疲劳荷载作用时,轨道板混凝土及CA砂浆材料在60年服役期不会发生疲劳破坏;不同的疲劳荷载谱对轨道板及CA砂浆的疲劳损伤几乎没有影响。     

超千米跨度桥上轨道不平顺能量谱的研究

建立大跨度斜拉桥模型,计算在温度荷载、公路荷载和列车荷载下的轨道几何形位,运用能量谱分析方法,计算了上述各工况下轨道不平顺的能量谱密度,并与德国低干扰能量谱密度进行对比,通过比较二者的交点波长与车体敏感波长的来研究轨道的质量状态。结果表明:超千米跨度桥上轨道不平顺的能量主要集中于长波频段,列车四股荷载工况下的轨道高低不平顺谱与德国谱的最小交点波长为93m,比较接近CRH2(200km/h、250km/h)的最大敏感波长,可能会引起车体较大的振动。     

铆接钢桥剩余寿命与使用安全评估

基于铆接钢桥的疲劳损伤演化机理,以及铆接结构多破坏模式和铆接多成份、多构件的疲劳失效论与方法进行系统研究,建立基于疲劳累积损伤理论、断裂力学和可靠度理论的铆接钢桥使用安全评估系统。本文研究工作主要表现在以下几个方面。(1)针对我国公路与铁路桥梁设计规范尚未对交通荷载谱模拟做出规定的不足,在现场交通观测和应力谱实测基础上,运用MonteCarlo模拟技术,实现公路与铁路桥梁交通荷载谱和应力谱的模拟。通过上海市浙江路桥和京九线赣江桥计算应力谱与实测应力谱的对比分析,表明本文建立的交通荷载谱可用于疲劳寿命评估。(2)…     

简支板桥在车辆荷载谱作用下的动力学分析

由自编程序VLS(Vehicle Load Spectrum)构造随机车辆荷载谱,利用有限元程序将密集运行状态下的随机车辆荷载谱加载于钢筋混凝土简支空心板桥上,模拟桥梁在车辆荷载通过时的动力响应,分析了桥梁不同位置在车辆荷载作用下的反应,得出了位移时间历程曲线和加速度时间历程曲线。分析表明车辆荷载作用下桥梁整体振型复杂,最大位移不完全发生在跨中节点处,危险点存在于跨中一段范围内,且不同板块振动情况差别较大,中间板块由于边缘板块的约束作用而振动较弱。     

高速列车对道碴的动力响应

利用车轮－－轨排－－道碴赤一体的有限元动力模型轨枕作用在道床顶面的荷载谱，进而将该载谱作为道床动力分析的输入，假设道床为尖变问题，分析高速列车以示同道碴厚度的动力响应。计算结果表明，增加道碴厚度能有效地减少小道碴的沉降、速度和加速度、使道床更稳定     

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。     

大跨度公轨两用桥轨道横梁与整体节点连接疲劳试验研究

介绍国内首座大跨度公轨两用桥——重庆菜园坝长江大桥轨道横梁与整体节点连接的足尺模型疲劳试验。首先根据大桥交通状况与设计流量，由疲劳损伤累积理论，确定其疲劳荷载谱，制定出疲劳荷载取值；然后，设计并制作了1：1足尺模型，对模型进行200万次疲劳加载试验。试验结果表明，试验模型应力水平较低，实测应力幅大致为30MPa，疲劳加载200万次后，试验模型未出现裂纹。最后根据疲劳试验结果及国内外有关规范，对轨道横梁与整体节点连接的疲劳性能进行了评价，认为在结构使用寿命期间及正常养护维修情况下，该连接不会发生疲劳开裂，疲劳强度满足要求。     

BS5400与中国公路设计规范中的荷载及荷载组合

研究目的：本文重点介绍英国规范BS5400的第二部分有关荷载及荷载组合的规定，为采用国产软件进行BS规范桥梁设计荷载转换提供荷载数据。并为国内施工设计人员更好地了解BS5400规范，开拓更为广阔的国际市场提供帮助。研究方法：通过介绍和比较BS5400与中国公路桥涵设计规范JTGD60—2004的荷载及荷载组合，找出不同之处和相同点，加深对BS5400规范中荷载及荷载组合规定的认识。研究结论：BS5400规范中的HA荷载与中国公路规范中的车道荷载相似，HB荷载与车辆荷载相似；BS规范中HA和HB荷载能进行组合，而中国公路规范车道荷载和车辆荷载的作用不能重叠；从荷载的总的作用大小来看，BS规范要偏于安全，中国规范要偏于经济。     

不同列车荷载模拟方法的对比分析

文章就实践中常用的简化模拟方法和有限元模拟方法进行了研究。通过频响函数和轨道不平顺谱的引入及快速傅立叶数值算法的应用提高了简化解析方法的模拟速度,改进了列车荷载轨道不平顺法的计算模型。利用ANSYS的二次开发建立了列车—轨道系统的二维有限元动力分析模块,实现了对列车荷载的复杂工况研究。对这两类方法模拟的列车荷载样本进行了时域和频域的对比分析,并对不同方法的应用提出了一些建议。     

公轨两用拱桥吊杆疲劳多因素分析

基于吊杆疲劳的分析方法,以某公轨两用拱桥为研究对象,采用有限元程序建立该桥的空间有限元模型,对其吊杆进行疲劳计算,分析了小于30 kN的汽车车辆荷载、车道分布、荷载谱类型和运营时期等因素对吊杆疲劳的影响.计算结果表明:小于30 kN的车辆对吊杆疲劳有一定影响;短吊杆在设计基准期内的损伤度相对较大;轻轨车车流比汽车车流对...     

轨道结构垂向设计荷载协调计算的研究

比较国内外铁路设计荷载，应用轨道结构垂向力分配传递模式，提出轨枕、道床及路基协调荷载计算公式及设计荷载安全系数概念，通过与其它计算公式比较，得出用于我国高速铁路设计的轨枕、道床及路基竖向荷载设计安全系数，并给出200km／h、350km／h线路竖向设计荷载的计算方法。     

基于谱密度强度指标的高铁地震报警阈值计算方法

为了提高高铁地震紧急处置系统的可靠性,研究地震动谱密度强度作为地震报警阈值的计算方法。采用典型的车辆—轨道耦合动力学模型,通过选取不同频率的横向正弦波作为外部激励,对车辆的动力响应进行分析,得到车辆的动力响应随荷载幅值与频率变化的规律;在此基础上求解不同车速下列车脱轨和倾覆时正弦波的临界幅值和对应的速度反应谱,从而得到影响列车运行安全的地震动临界谱密度强度,将其作为高铁的地震报警阈值,将实时计算得到的地震动谱密度强度与临界谱密度强度进行比较,即可判定高铁列车的行车安全性以及是否应发布地震警报并采取紧急处置措施。     

降雨后地震作用下基覆型边坡动力响应特性的振动台试验研究

基于大型振动台模型试验，研究基覆型边坡在降雨后地震作用下的动力响应特性，并结合边际谱损伤识别及宏观破坏过程，探讨该边坡损伤发展过程及破坏模式。结果表明：边坡PGA放大系数随正弦波峰值加速度及荷载频率的增加而逐渐增大，0.7倍坡高附近放大效应最大，存在“趋表效应”及“高程效应”；土体应变随峰值加速度的增加而显著增大，坡脚与坡顶变形差异较大；动土应力以及动孔隙水压力均随峰值加速度的增加而不断增大，滑坡启动阶段显著增加；边坡在动力作用下损伤始于坡顶附近，随后坡脚产生剪切破坏；土体的应变发展与边际谱损伤识别过程较为一致；边坡变形可划分为微小变形—小变形—大变形破坏3个阶段，表现为张拉-剪切型破坏。     

铁路桥梁混凝土结构截面偏心分析

本文通过计算分析了荷载偏心距，荷载大小，混凝土强度对偏心受压混凝土结构开裂的影响。建议将《桥规》中控制受压混凝土结构裂缝开展的有关规定，从单纯控制荷载偏心距离，改变为综合考虑荷载偏心距，拉应力值及混凝土强度等多种因素。     

考虑刚度退化的铁路低配筋混凝土桥墩抗震评估方法

根据已有试验结果,得到适用于铁路低配筋混凝土桥墩的荷载位移双折线模型.选取4类场地的320条实际地震记录,利用该双折线模型研究4类场地的强度折减系数谱值随桥墩屈服后刚度折减系数变化的规律.结果表明:在考虑桥墩屈服后刚度退化的情况下,强度折减系数谱值随桥墩屈服后刚度折减系数的增大而降低,说明低配筋混凝土桥墩屈服后的刚度退化越大,桥墩对地震的强度需求越大.通过对4类场地强度折减系数谱的统计分析,给出考虑刚度退化的三折线型强度折减系数谱以及据此的铁路低配筋混凝土桥墩抗震评估方法.     

基于神经网络的混凝土桥梁荷载识别方法研究

根据安装在桥梁结构上的监测系统传递来的位移，应变信息，进行作用在桥梁结构上的荷载识别，可以：（1）对监测系统传递来的荷载信息加以校核和补充；（2）为下一步的损伤识别提供依据。而荷载识别的关键技术在于快速，准确地模拟桥梁的荷载－挠度曲线。本文以“在位移控制下部分预应力混凝土梁非线性行为试验研究”的试验数据为建模样本集，分别以作用于梁上的荷载和梁的跨中挠度为输入，输出，利用神经网络来对混凝土梁的荷载－挠度曲线进行模拟，并用其进行荷载识别的试验研究，取得了较好的效果。     

铁路无线通信漏缆支柱悬挂荷载分析

根据《建筑结构荷载规范》GB50009—2001，对铁路无线系统的漏缆的隧道外吊挂支柱的悬挂荷载进行了比较详尽的力学分析，并以沿海通道为例进行了计算，给出了漏缆悬挂支柱的荷载，归纳出便于工程设计使用的荷载选用值，并列出了钢绞线选型原则。