通过探测基础刚度评估重载铁路简支梁桥冲刷的影响

采用冲击振动试验法对一重载铁路多跨简支梁桥的自振频率进行了实际测量,根据Southwell频率合成法和能量守恒原理推导了桥墩自振频率和基础刚度之间的关系。分析了水流冲刷对桥墩基础约束刚度的影响。现场试验结果表明:大沙河特大桥桩基础受到水流冲刷作用后,自振频率会出现较为明显的下降,基础刚度下降20%左右,但依然满足设计使用需要;在桥梁实际运营养护中,对位于主河道的桥墩应进行重点关注。     

重载铁路水冲受损桥墩适应性分析及加固控制技术

以受洪水冲刷的一座重载铁路浅基桥墩为对象，基于现场试验、数值模拟、在线监测等方法，研究大轴重运输条件下冲刷程度、荷载类型等因素对水冲受损桥墩刚度、稳定性和动力响应的影响。基于安全运营需求，提出一种实时监测+定期监测的加固施工安全监控方法，并开展实际工程应用研究。结果表明：冲刷引起墩台基础土体流失和约束降低，导致桥墩刚度减小、稳定性下降和振动加剧；随着冲刷深度增加，桥墩与主梁振动响应逐渐增大，桥墩自振频率逐渐降低；大轴重列车作用下，随着列车速度和轴重增加，桥梁振动响应逐渐增加，桥梁振动响应与列车速度、轴重均成线性关系。对结构振动响应和墩台变位进行加固施工安全监控，发现加固过程中基础开挖和冲击钻孔是关键施工控制环节，且导致了桥梁横向振动显著增加，而基础加固施工对桥墩结构横向振动影响较小，且各项施工内容对结构沉降、水平位移和纵向振动的影响相对较小。     

既有铁路浅基桥墩的加固设计和施工技术

青海省东部湟水河一既有铁路浅基桥墩受常年流水冲刷影响基础和桥墩局部冲刷严重,导致河床对基础的约束强度降低,桥墩自振频率和横向振幅超限,横向刚度严重不足。据此,提出对既有基础底部进行注浆处理,增补桩基和外包钢筋混凝土加固既有桥墩的方法,介绍了主要加固设计内容及主要工序的施工技术。通过理论分析可知该加固设计对于提高桥墩横向刚度和自振频率有显著效果,可为既有铁路浅基桥墩及相关结构的加固提供参考。     

桥墩模态分析的一种新方法

以既有实测资料的桥墩为原型,用三维块体单元模拟墩身,用GOODMAN无厚度单元模拟桥墩与地基土的相互作用,建立了考虑三维耦合有限元单墩模型。并利用现场测试资料,对模型进行了验证和参数优化。然后分析不同基底约束、不同单元形式和不同墩身截面形状对桥墩自振特性的影响。对几座典型桥墩进行了自振特性的仿真分析。经与实测值对比,建立的三维实体单墩模型能够比较准确地计算各种桥墩的自振频率。计算表明,圆端型桥墩与截面积相等的等效矩形桥墩的自振特性非常接近,因此,仿真计算中可用矩形桥墩代替圆端形桥墩,可以节省计算资源,简化建模工作量,而且误差较小。     

朔黄重载铁路水中桥墩服役性能试验研究

以朔黄重载铁路一水中桥墩为对象,分析在重载列车作用下的横桥向振幅,利用冲击振动试验法测试了横桥向自振频率,并依据规范初步判断桥墩整体健康状态,进而采用模型修正方法对桥墩的病害位置和程度进行了定量评估。评估结果表明:水中3个桥墩的墩身质量良好,流水局部冲刷造成的基础约束弱化是桥墩横向刚度偏弱的主要原因。     

墩高20～30m铁路桥梁的病害诊断及对策

从设计、现状情况等方面进行对比,初步了解梁体、桥墩的横向刚度变化情况;结合桥墩实测横向自振频率与不同埋深情况下的《检规》通常值比较分析,指出了中、高墩周围土体约束情况对桥墩横向刚度的影响及桥墩可能存在的病害;根据试验资料综合分析,进一步明确了墩、梁技术状态及整治对策.期望为中、高墩桥梁的病害诊断及整治提供参考.     

土-结构相互作用时地下车站自振频率分析

文章考虑土-结构相互作用影响,对土-地下车站结构系统的自振频率进行定量分析,计算了不同场地条件下车站的自振特性,得到了周围土体与车站结构的模量比和软土层埋深不同对土-地下车站结构系统自振频率的影响,得到的结果对于地下车站抗震设计具有指导意义。     

大准铁路32m预应力混凝土梁桥横向动力性能试验研究

根据大准铁路32 m预应力混凝土梁桥的实测横向振动数据,综合分析了32 m预应力混凝土梁桥的横向动力性能。结果表明:32 m预应力混凝土梁桥的横向振动在很大程度上是由于桥墩的振动引起的,而桥墩横向振动与货列的激励频率、桥墩的自振特性有关,当墩高大于20 m时,由于其有载自振频率低,在货列重车速度较低下就可能导致横向共振现象。     

识别中低高度桥墩自振频率的冲击振动试验法

在分析既有频率识别方法的基础上,对利用冲击振动试验识别中低高度桥墩频率的方法进行研究.桥墩在白噪声冲击荷载作用下的速度响应频谱非常复杂,往往出现多个卓越频率,如果仅一个卓越频率对应180°相位角,则可明确判定其为桥墩的自振频率,其他卓越频率可能为相邻梁或桥墩的自振频率,可通过分析它们自身响应频谱的方法进行频率认定.如果出现桥墩响应频谱中多个卓越频率对应180°相位角的情况,需要结合相位曲线特征进行频率识别满足相位曲线连续横跨180°线的卓越频率是桥墩的自振频率,相位曲线在其后出现突降的卓越频率仍就是相邻梁或墩的干扰频率.用冲击振动试验法可以对桥墩响应频谱中的干扰频率进行鉴别,准确识别出中低高度桥墩的自振频率.     

冲刷条件下既有桥梁桩基础工作性状研究进展

水流冲刷可导致桥梁桩基础周围土体受到侵蚀,其后果轻则降低桩基础承载力,重则导致整座桥梁坍塌。尽管有关桥梁桩基础冲刷的研究很多,而涉及如何评价冲刷对桥梁桩基础承载性状影响的研究却较少,但正在受到学术界与工程界的高度重视。在分析由冲刷引起桥墩、桥台及桩基病害的基础上,重点从理论分析、数值模拟、模型试验等方面评述冲刷条件下,桩基水平和竖向承载性状的研究现状与进展,认为急需更多系统性的研究以探求合理的理论分析方法。因而,有必要进行大量的数值模拟和模型试验甚至是现场试验来研究桩基的冲刷性状,进而为找到分析冲刷对整座桥梁结构安全性能影响的实用评估方法提供理论基础。     

四线铁路高墩结构设计研究

通过对包头西安铁路史家河特大桥桥墩的设计,对双柱门式墩结构的计算、参数优化等进行了介绍。采用空间有限元分析模型,计算了桥梁的自振特性。采用车桥耦合振动理论,评价了桥梁的动力性能和列车运行安全性与舒适性,为同类桥墩的设计提供参考。     

轻型双柱墩桥振动试验研究

结合轻型墩横向刚度合理值研究 ,对某典型的轻型双柱墩桥进行全面综合的动力试验 ,分析研究该桥的动力特性、墩梁体系横向振动、支座对桥梁横向振动的影响及列车通过该桥的抗脱轨安全性 ;综合评估轻型双柱墩桥的横向动力性能。     

冲压机械振动对高铁桥梁及行车动力影响分析

高速铁路桥梁的平顺性和稳定性对运营列车的平稳性和安全性有很大影响。为研究冲压机械产生的外部振动激励对高铁桥梁的影响,首先通过对此机械引起的地面振动进行实测,并结合有限元分析软件,确定最大冲击荷载作用下产生的地面振动及传播至桥墩处的振动;然后通过建立列车-轨道-桥梁耦合动力学模型,将桥墩处的地面振动作为激励输入,分析列车以不同速度通过时车辆、桥梁动力学响应。结果表明:地面冲击振动有限元模型计算结果与实测结果基本相符,验证了模型的可靠性;地面振动对桥梁响应会产生一定的影响,距振源50 m处地面振动对桥梁所产生的影响较距振源80 m处(桥墩处)的大,但对运行车辆的影响很小;随着车速由250 km/h至350 km/h,车辆及桥梁各结构的动态响应均有所增大,但都未超出安全限值。因此,冲压机械冲击作用导致的地面振动对列车-轨道-桥梁系统动态服役性能影响非常有限。     

30m简支梁桥墩车桥耦合动力仿真分析

根据车桥耦合振动分析理论,运用桥梁结构动力分析程序BDAP,针对城际轨道交通30m简支梁桥墩3种不同墩高方案,采用空间有限元建立全桥动力分析模型,对桥梁空间自振特性进行了计算,并对3种不同墩高方案在CRH2和德国ICE3动车组作用下的车桥空间耦合振动进行了分析,评价3种不同墩高方案的动力性能以及列车运行安全性与舒适性。研究结论表明:(1)3种墩高方案(H=8m、12m、15m)的全桥一阶横向自振频率分别是0.909Hz、1.051Hz和1.034Hz;(2)在CRH2和ICE3动车组以速度160km/h通过时,简支梁跨中竖向振动位移和竖向振动加速度较小,在限值以内;(3)在CRH2和德国ICE3动车组以速度160km/h运行时,车辆竖向和横向舒适性均能达到"优"。说明3种墩高方案具有足够的全桥横向刚度,满足列车时速160km行车的安全性和良好舒适性要求。     

地基柔性效应对铁路连续梁桥弹塑性地震反应的影响

以某高速铁路大跨连续梁桥固定墩纵桥向的弹塑性地震反应为研究对象,建立考虑地基柔性约束效应的单墩动力计算模型,分析地基柔性效应对桥墩动力特性及弹塑性地震反应的影响规律。结果表明:地基比例系数m值的改变对桥墩的1阶自振频率影响较明显;随着地基比例系数m值的降低,墩顶位移及基底位移逐渐增加;地基越软,桥墩的弹塑性地震反应有增大的趋势。为了更加合理的描述桥墩的塑性状态,建议对软土场地桩基础钢筋混凝土桥墩进行延性抗震设计时,优选墩底曲率延性指标进行评价。     

双索悬索桥结构参数对自振特性的影响分析

引入只受拉三维拉索单元,采用考虑几何非线性的子空间迭代法对黄河大峡水库下游某双索悬索桥自振特性进行分析,理论值与实测值能较好的吻合,说明该空间非线性有限元分析方法的正确性;进而将该桥与相同跨径和结构参数的单索悬索桥的自振频率、振型进行对比分析,结果表明双索悬索桥能有效提高桥梁一阶竖弯振动频率。最后,讨论恒载集度、加劲梁刚度、矢跨比等结构参数变化对双索悬索桥自振特性的影响,为双索悬索桥结构设计理论提供了动力性能方面的依据。     

南京长江大桥结构安全监测

介绍即将建立的南京长江大桥结构安全监测系统。该安全监测系统由传感系统、信号分析与处理系统、监测与评估系统组成。结合理论分析和现场实测数据分析 ,确定主要监测内容和测点布置 ,重点介绍振动响应监测系统。振动响应监测主要内容包括主桥振动、桥墩防撞、引桥高墩振动和地震等 ,利用获取的信息分析结构的工作状态 ,评估结构的可靠性 ,为大桥的管理和维护提供科学的决策依据     

铁路轻型墩墩顶横向位移限值确定的方法与分析

阐述既有桥梁检定规范关于墩顶振幅限值条文制订的依据、适用范围和存在的问题 ,提出根据既有桥梁检定规范确定轻型墩墩顶位移限值的等刚度法 ,最后对轻型墩设计中的刚度问题进行了分析讨论     

基于相似原理的磁浮车桥耦合振动研究

为研究磁浮车辆-悬浮控制-桥梁系统垂向耦合振动,基于相似原理建立磁浮车辆-悬浮控制-弹性桥梁垂向耦合动力学模型。结合磁浮车辆及桥梁参数,确定系统各参数的相似比例系数,最终通过系统仿真比较分析原型桥梁与比例桥梁的振动频率及车辆运行时桥梁的动态响应。研究结果表明：基于相似原理的原型桥梁与比例桥梁对车辆运行激扰的动态响应基本一致,两者的一阶振动频率工程意义上基本保持一致。由于比例桥梁的抗弯刚度相对于原型桥梁较小,故其跨中加速度较大约为原型桥梁的5倍。比例桥梁振动加速度最大值出现在车辆进出桥梁阶段。