高速铁路简支箱梁日照温差的变化规律

考虑日照条件下混凝土箱梁热流密度边界的时变特征,建立高速铁路简支箱梁温度场参数化仿真分析模型,研究高速铁路标准跨径简支箱梁温差的分布特征及控制措施。结果表明:箱梁最大正、负温差均沿厚度方向呈负指数分布,最大正温差在数值上大于负温差;随着大气透明度系数的提高,箱梁顶板和底板的正、负温差及腹板的负温差增大,而腹板正温差随之减小;箱梁温差与混凝土短波辐射吸收率成正相关,涂刷浅色涂料和提高混凝土表面光洁度可有效减小箱梁温差;昼夜气温差对箱梁温差分布影响显著,日温差越大箱梁各个部位温差越大;增大梁顶覆盖层厚度可一定程度上降低箱梁顶板温差。     

铁路混凝土箱梁温度场及温度效应

运用试验方法,对铁路混凝土箱形梁的水泥水化、日照温度场及温度效应进行研究。结果表明,箱梁水化热温度峰值可达70℃以上,梁体浇筑后最大温升可达44℃,箱梁局部板件(如腹板)混凝土芯部与表面的温差可达10℃以上,箱梁内部混凝土温度与箱梁周围养护区内的环境温度差可达35℃;箱梁沿板厚方向受日照影响存在一定的温度梯度,对于无碴轨道箱梁,顶板的温度梯度超过10℃;箱梁沿梁高方向存在较大的温度梯度,有碴桥梁梁顶和梁底温差可达15℃,无碴桥梁梁顶和梁底温差可达20℃;当外界温度变化时,混凝土内部温度变化存在滞后现象。     

大跨度混凝土连续箱梁桥日照温度场试验及仿真分析

为研究大跨连续箱梁桥的日照温度场分布特点与最不利温度梯度模式,以唐山曹妃甸工业区纳潮河2#大桥施工阶段实桥监测为基础,基于太阳物理学、传热学等相关理论,建立箱梁温度场的热边界条件。参考相关文献确定有限元瞬态热分析的环境参数与热工参数,运用ANSYS软件模拟日照下箱梁的瞬态温度场分布并与实测值进行对比分析,采用最小二乘法拟合出箱梁竖向最不利正温度梯度。研究表明:箱梁截面二维温度场近似关于桥轴线对称分布;顶板、底板、东腹板、西腹板内外表面日照最大正温差出现时刻分别为14:00、15:00、11:00、17:00;混凝土导热性能差,内表面峰值温度出现时刻滞后外表面2~3 h;唐山市曹妃甸区箱梁截面的竖向温度梯度为Ty=19.2e-4y;环境与热工参数选取合理,采用有限元软件ANSYS进行数值模拟具有较高精度。     

基于BP神经网络的混凝土箱梁最大温度梯度预测

混凝土箱梁受到太阳辐射、大气温度波动等多种气象因素的综合作用,结构内部会产生显著的非均匀温度分布。截面内温度梯度可能会导致桥梁结构产生过大的温度应力与温度变形,影响桥梁结构的安全性和耐久性。本文旨在探究气象因素对混凝土箱梁温度场的影响机理,并提出一种能精确预测中国多区域混凝土箱梁截面最大温度梯度的方法。首先建立了日照条件下混凝土箱梁温度场计算模型,将2 a以上气象资料作为输入条件,对多个地区混凝土箱梁温度场长期变化进行了仿真模拟,并对混凝土箱梁截面温度梯度的长期变化趋势进行了分析。然后利用主成分分析(PCA)确定了混凝土箱梁截面最大温度梯度预测模型所需的输入参数。最后利用遗传算法优化的BP神经网络建立预测混凝土箱梁竖向、横向温度梯度的网络模型,并与混凝土箱梁截面温度梯度进行比较。结果分析表明BP神经网络模型可以精确地预测混凝土箱梁最大温度梯度,预测值平均绝对误差(AAE)均小于0.9℃,均方根误差(RMSE)均小于1.2℃,决定系数(R2)均大于0.9。基于当地气象条件,本文利用经典的BP神经网络模型所建立的预测模型对中国不同地区的混凝土箱梁截面最大温度梯度均能给出准确的预测,为混凝土...     

高速铁路槽形梁桥竖向温度分布模式研究

以沪昆高速铁路某槽形梁斜拉桥为工程背景,根据传热学和太阳物理学等相关理论,建立槽形梁横断面热力学分析模型,研究槽形梁内部的温度分布规律,探讨各类参数的影响,在此基础上提出日照作用下槽形梁横断面上温度分布模式。分析发现:不同时刻、大气透明度系数、混凝土表面辐射吸收率及梁高虽然会引起槽形梁温度场变化,但对槽形梁的竖向温差模式影响不大;槽形梁温差模式可按两部分进行拟合,截面顶缘温差22℃,采用指数函数和线性函数相结合模式进行拟合;下缘最大温差4℃,并线性变化至0℃。     

预应力混凝土箱梁日照温差效应分析

预应力混凝土箱梁在日照作用下引起温度变化,形成较大的温度梯度。我国现有桥梁规范中的温度梯度模式只是笼统地考虑地域、时间和桥梁具体形式的影响。分析研究太阳辐射对预应力混凝土箱梁温度场的影响,提出具体到某个桥梁的温度场计算方法和基于ANSYS软件的日照温差下的温度应力与变形计算方法。通过实例验证,得出预应力混凝土箱梁的日照温差效应采用ANSYS软件分析速度较快、结果准确等结论。     

耐久性混凝土施工温度与裂缝控制技术

甬台温客运专线简支箱梁设计采用耐久性混凝土,要求施工中一次浇筑成型.施工为克服夏季天气炎热和大体积混凝土施工的困难,采取严格混凝土施工中各环节的温度,降低混凝土的内外温差、加强养护,确保混凝土无明显施工裂缝,满足了客运专线桥梁混凝土的耐久性要求.     

秦沈客运专线预应力混凝土双线整孔简支箱梁制造工艺

秦沈客运专线列车运行速度达200 km*h-1,为保证列车安全运行及旅客乘坐舒适,对桥上轨道的平顺性要求很高,桥梁不仅应有足够的强度、刚度以及小的后期徐变变形,同时还应具有良好的耐久性,并要求实现快速施工,因此大量使用了预应力混凝土简支箱梁,并主要采用现场预制、架桥机架设的施工方法.预应力混凝土简支箱梁在我国铁路建设中大规模采用尚属首次,没有工业化制造的成熟经验.本文通过跨度24 m预应力混凝土双线整孔简支箱梁模板设计、混凝土配合比试验、混凝土灌注和振捣工艺、水化热温度、张拉工艺和各项摩阻、预施应力效果、顶梁和移梁、梁体弹性上拱及缩短量、徐变上拱等一系列实用性试验和后期静载试验、长期上拱测试的验证,为秦沈客运专线预应力混凝土简支箱梁制造质量提供了保证,也为我国铁路大规模采用预应力混凝土简支箱梁提供了较为成熟的经验.     

客运专线32m简支箱梁预应力管道摩阻试验分析

通过对驻马店特大桥(客运专线)31.5 m双线铁路预应力混凝土简支箱梁实梁上进行预应力束的管道摩阻试验,测试管道摩阻系数μ和偏差系数k,并与相关规范值进行比较和分析。试验结果可为施工过程中预施应力的调节提供依据,保证后续箱梁预施应力的准确。     

铁路32m混凝土箱梁结构噪声的时变特性研究

基于车-线-桥耦合振动和瞬态声辐射理论,提出一种混凝土箱梁低频结构噪声的数值预测方法 ,以分析结构噪声的时变特性。采用板/壳单元模拟箱梁,求解车-线-桥耦合振动系统,得到时域内箱梁局部振动响应。将该响应作为声辐射模型的边界条件,采用瞬态边界元法求解结构噪声场。以32m混凝土简支箱梁为例,将计算结果与实测数据进行对比验证。结果表明:计算值与实测值在时域和频域内均吻合良好;振动与噪声的1/3倍频程显著频带分别为31.5~63Hz和40~80Hz;振动响应大小由作用在箱梁上的轮对数决定,不同时刻振动响应的频谱特性变化较小;邻跨声辐射的影响不可忽略,简化分析中可取两跨计算。     

秦沈客运专线整孔双线箱形梁水化热变化规律试验研究

针对秦沈客运专线双线整孔简支箱梁桥综合试验工程,利用光纤温度传感器对混凝土连续箱梁水化热温度场的变化规律进行监测,并结合ANSYS程序进行有限元数值仿真分析,阐述了箱梁各部位混凝土早期水化热温度分布、发展的特点,给出混凝土箱粱温度在横截面的分布和随时间变化的规律,提出了防止温差过大而引起混凝土开裂的工程措施。     

客运专线铁路预应力混凝土简支箱梁通用参考图简介

针对客运专线铁路大量采用常用跨度预应力混凝土简支箱梁的情况,介绍通用参考图中箱梁结构类型、使用范围、主要设计参数等基本内容,并提出使用过程中应注意的有关问题。     

混凝土单箱双室磁浮轨道梁的日照温度场分布研究

日照作用下混凝土单箱双室磁浮轨道梁的温度场分布不均匀,易引起变形、开裂,影响轨道平顺性及行车安全性。基于传热学原理,结合上海夏季辐射和气温等气象资料,针对日照作用下混凝土双室箱梁的温度场分布展开有限元模拟分析,研究了不同时刻时轨道梁截面的温度分布规律,得到了箱梁在不同时刻的温度云图;提取最大竖向温差时刻腹板和最大横向温差时刻底板中线的温度值,拟合后得到横向与竖向的温度梯度曲线,与规范温度梯度对比后发现:竖向温度梯度峰值比规范值大,变化更加剧烈,且在底板附近存在反向温差,横向温度梯度峰值比规范值小,变化也更加剧烈且同样存在反向温差,双室箱梁的温度梯度模式与规范不一致。     

大温差寒冷地区钢管混凝土构件温度场分析

为研究西北地区大温差条件下钢管混凝土构件截面的温度场以及钢管与混凝土的脱粘情况,通过模拟一典型地区一月份日平均气温度变化,在大气模拟箱中进行了钢管混凝土构件的温度场和脱粘情况测试。结果表明:在大气温度作用下钢管混凝土构件截面的温度呈非线性分布;钢管的存在会使核心混凝土表面的应力、应变相比素混凝土要大;大气温度降低产生的温差应力大于钢管与混凝土之间的粘结力时也会发生脱粘现象。     

铁路斜腹板简支箱梁温度应力计算方法研究

温度应力是导致预应力混凝土桥梁结构产生裂缝的主要原因之一。为了研究箱梁温度应力分布规律,以盘营客运专线单线预制斜腹板箱梁为研究对象,分别采用规范计算法、考虑空间整体效应的温度应力计算法~([1])、有限元计算法3种方法,对箱梁温度应力进行系统的计算分析,并对各方法计算结果进行比较。结果表明,规范法未能考虑空间整体效应,是偏于不安全的,考虑空间整体效应的温度应力计算法与有限元计算法吻合较好。设计中应考虑空间整体效应的影响,方能得出与实际更吻合的应力结果。结合盘营客运专线简支箱梁温度应力计算结果,提出斜腹板箱梁温度应力的计算方法,为工程设计和施工提供可靠的依据。     

客运专线32m整孔简支箱梁预应力管道摩阻试验研究

我国新建铁路中大量采用预应力混凝土简支箱梁结构。在预应力梁施工过程中,是否能够准确施加预应力,将直接影响到梁体的抗裂性能和后期徐变上拱的控制。因此,施工时应严格控制预应力管道的定位和成孔工艺。介绍预应力管道摩阻的试验原理和方法,分析客运专线32m简支箱梁的管道摩阻测试结果,结论可为铁路简支箱梁预应力管道的施工控制提供参考。     

基于摩擦功率法的列车制动盘瞬态温度场分析

针对在已有的制动盘瞬态温度场模拟中,摩擦表面摩擦生热热流密度的计算没有考虑摩擦热流在摩擦面上分布的差异,提出用摩擦功率法及摩擦副周向接触长度确定制动盘摩擦面摩擦生热热流密度的方法。根据温度场分析时的载荷和边界条件,建立制动初速200 km.h-1条件下列车紧急制动过程中制动盘瞬态温度场的有限元模型并进行数值分析,结果表明:在制动过程中,制动盘高温区域集中在制动盘摩擦半径至外径区域,温度最高可达289.9℃;摩擦热流对盘体内径附近区域的影响较小;能反映出制动盘和闸片周向接触长度径向分布对制动盘表面温度场分布产生的影响。     

DXZ32 m／900t下承自行式移动模架现浇简支箱梁施工技术

结合新建甬台温铁路客运专线木周岭特大桥,采用移动模架法制造32 m预应力混凝土简支箱梁的工程实践,介绍了DXZ32 m/900 t下承自行式移动模架的拼装工艺、加栽预压、箱梁混凝土浇筑、预应力张拉、模架过孔等施工关键技术的操作要点.     

基于ANSYST混凝土箱梁水化热温度场的有限元计算

应用有限元分析软件ANSYS,采用有限元方法对50 m预应力混凝土箱梁在入模施工后的各个时间的温度场进行仿真模拟.分析了箱梁混凝土水化放热规律,模拟混凝土浇筑后水泥水化作用,计算各个时间段箱梁截面温度场,结合实测的温度场进行对比分析,研究该分析方法的可行性.     

拱桥钢管混凝土温度场分析

浇筑相同尺寸的钢管混凝土和素混凝土试件并放置在温度模拟装置中,通过模拟西北地区日平均大气温度进行试件截面温度场试验。试验时测定管内相同位置处钢管混凝土和素混凝土的温度变化,得到了二者的应力、应变曲线,进一步分析了该温度场中钢管混凝土的脱粘情况。结果表明:钢管混凝土和素混凝土试件截面温度变化与大气温度变化相比有明显的滞后性,且由试件表面到中心,温度变化的滞后性越来越明显;在该温度场下钢管与核心混凝土之间不仅不会发生脱粘,而且当外界气温达到峰值时钢管对核心混凝土的约束作用最大。