列车制动对刚构桥上无缝线路梁轨相对位移的影响研究

基于有限元方法建立桥上无缝线路单层弹簧阻力模型,研究了刚构桥及相邻简支梁桥桥墩纵向水平刚度匹配关系对梁轨相对位移的影响。采用铁路上常用的3种跨度刚构桥进行对比计算分析,结果表明,在刚构桥全桥制动时,刚构桥桥墩纵向水平刚度在一个范围内,梁轨相对位移随着刚构桥相邻两侧简支梁桥桥墩纵向水平刚度的增加先降低后增加;小于该范围时,梁轨相对位移随着简支梁桥桥墩刚度的减小而减小;而大于该范围时,梁轨相对位移变化规律与小于该范围的规律相反;并且该刚度范围随着刚构桥总长度的增加而增大。对于60 m+100 m+60 m的刚构桥,上述范围为1 100¹ 400 kN//(cm·双线);当刚构桥桥墩刚度取定为1 100 kN/(cm·双线),简支梁刚度从800 kN/(cm·双线)降低到400 kN/(cm·双线)时,附加伸缩力降低,梁轨相对位移先降低后增加,采用归一化方法处理数据,得出最优刚度取值为455 kN/(cm·双线)。     

兰新二线风区槽形梁设计分析

结合兰新二线风区16 m槽形梁的设计,进行三维有限元结构分析。受高速铁路建筑界限的限制,本结构受压区宽度较小且两侧腹板应力分布不均匀,施工吊装时腹板上缘容易受拉破坏,运营阶段容易受压破坏;受线间距限制,活载偏向内侧,对宽度较小的内侧腹板更加不利。采用实体单元建立模型,通过桁架单元模拟预应力效应,分析ZK标准活载下槽形梁的空间特性,研究结论为:全桥纵向为全预应力结构,不适用杆系结构进行分析,道床板横向存在拉应力,最大值在支点下缘,应采取增加端横梁或配置受力筋措施,槽形梁竖向刚度满足设计规范要求,腹板限制了道床板的横向弯曲,减小了中线处的横向弯矩。     

新成昆铁路跨隧道内溶洞桥梁结构设计

新成昆铁路老鼻山隧道掌子面施工揭示溶洞,存在洞顶掉块、溶洞水倒灌等风险,需采用合适的跨越方案。采用调查分析方法对溶洞类型进行判定,提出“拱桥+护桥”结构跨越溶洞方案,并进行了结构设计。为了支撑该拱桥与护桥结构的工程设计,采用有限元方法,建立桥梁结构的三维空间仿真分析模型,针对施工阶段和成桥阶段,从变形、受力等角度系统分析了拱桥主拱圈的静力性能,并讨论受力最不利截面的强度和裂缝情况。研究表明,溶洞内水源补给主要为基岩裂隙水,溶洞整体稳定;在施工阶段,主拱圈最大压应力和最大拉应力分别为5.94 MPa和2.74 MPa,出现在主拱圈拱脚的下缘和上缘位置;在成桥阶段,跨中拱顶和拱脚是不同荷载组合下的最不利截面,混凝土和钢筋的最大正应力分别为11.88 MPa和189.07 MPa,裂缝最大宽度为0.19 mm,应力和裂缝均满足相关规范要求。     

简支系杆拱桥施工过程分析

以沈丹客运专线跨度113.3 m简支系杆拱桥为工程实例,采用MIDAS软件对施工过程进行模拟,给出施工过程中有限元模型的建立方法,对该系杆拱桥施工过程中的应力、挠度及稳定性进行验算。结果表明:系杆拱桥在施工过程中结构体系不断变化,整体刚度不断增强;由于钢管混凝土拱肋为组合截面,混凝土收缩徐变对钢管应力和桥梁整体的变形影响较大,应选择合理的收缩徐变计算模式;浇筑管内混凝土时,支架反力最大,是控制支架结构设计的施工阶段。     

混合梁斜拉桥H型索塔施工关键技术

南沙港铁路西江特大桥跨西江主桥为(2×57.5+172.5+600+4×57.5)m的双塔双索面等高塔混合梁斜拉桥,塔柱采用单箱单室截面的H型索塔设计,主塔塔座以上塔高分别高208 m和200 m,针对索塔线形控制要求高、上下横梁支撑难度大、钢锚梁定位精度要求高等特点,通过采用塔梁异步浇筑的方法,形成了索塔临时对撑技术、下横梁落地式支架现浇技术、上横梁牛腿托架现浇技术及索塔施工线形控制技术,实现了超高索塔的高效施工,并提升了建设质量。     

动车组底架横梁放量调整对底架宽度的影响

通过对动车组底架中部横梁及Ⅰ、Ⅱ位端横梁工艺放量进行调整,使底架完成后的平均宽度分布在3 353³ 354 mm之间,底架平均宽度增加13 354 mm之间,底架平均宽度增加1² mm。超差风险得到降低,提高了动车组底架产品质量。     

基于温度场的钢板-混凝土剪力墙开裂风险分析方法研究

为简化钢板-混凝土剪力墙采取分层浇筑方法下的温度应力分析过程,将有限元模拟结果与理论计算方法相结合求解温度应力。对某块钢板-混凝土剪力墙进行温度和应力监测,并基于ABAQUS通过二次开发编写Hetval和Film子程序,精确模拟不采取措施施工和采用分层浇筑办法下的混凝土水化放热温度场。结果表明,采取分层浇筑可降低混凝土最高温度和温度差,分层数量越多,温度降低越显著;根据有限元温度场结果得到理论计算所需的综合温差这一中间参数,进而求解混凝土温度应力。根据计算结果,当墙体分六层浇筑时,15 d龄期温度应力约为1.94 MPa,小于该龄期混凝土抗拉强度1.98 MPa,可以保证混凝土不开裂;与试验监测结果相比,误差约为2%,验证了该方法的可行性。     

菱形挂篮和钢管支架的动态受力性能分析

以洞庭湖特大桥君山岸引桥为实例,主跨为(75+3×120+75)m五跨变截面预应力混凝土连续箱梁,建立菱形挂篮和钢管支架的Midas空间有限元模型,考虑动力冲击系数模拟动态施工过程,分析菱形挂篮和钢管支架的变形和强度特征。结果表明,挂篮底前横梁最大变形值为17.05 mm,满足规范要求;主桁架可简化为平面桁架结构计算杆件内力,横梁和底纵梁均可简化为平面梁单元结构计算杆件内力;主桁架、横梁和底纵梁的压应力和拉应力均满足要求,且富裕度较大。钢管支架结构最大变形值的数值结果为5~7.5 mm,与现场支架预压数据较吻合;钢管支架结构主要受力构件为钢管,横撑和斜撑受力较小。     

渝怀二线新白沙沱隧道瓦斯突出及工区判定

研究目的:渝怀铁路增建二线新白沙沱隧道四次穿过二叠系上统吴家坪组煤系地层，煤层层厚0.35～0.81 m不等，隧道设计和施工均需要确定瓦斯突出危险性及瓦斯工区类型。本文在调查、收集临近既有煤矿、铁路隧道煤层瓦斯资料的基础上，采用瓦斯压力梯度法计算并判定瓦斯突出危险性，采用绝对瓦斯涌出量公式计算并判定瓦斯工区类型，旨在为隧道结构设防、风险管理、施工组织等提供依据。研究结论:(1)新白沙沱隧道埋深位于瓦斯风化带以下，场区瓦斯压力梯度约为4.5×10^-3～5.1×10^-3 MPa/m;(2)隧道揭煤处开挖工作面瓦斯初始压力超过了0.74 MPa的临界值，为瓦斯突出危险工作面；(3)隧道穿煤系地层段绝对瓦斯涌出量约为2.0～2.2 m³/min,为高瓦斯工区；(4)本研究成果可作为瓦斯隧道设计和施工依据，研究方法可为临近矿井和既有铁路的瓦斯隧道工区及突出判定提供参考。     

大纵坡小曲线半径转体斜拉桥在郑万铁路桥梁中的应用

新建郑万铁路联络线特大桥跨越郑西高铁采用2×138 m独塔斜拉桥方案,为预应力混凝土曲线斜拉桥,采用支架现浇后转体就位施工。考虑到曲线梁转体不可避免存在大横向偏心的边界条件,采用刚塔柔梁的设计理念,增加主塔刚度、优化主梁断面形式,大大减小了球铰横向偏心距。介绍独塔转体施工斜拉桥设计方案,并根据实际施工阶段建立有限元模型计算分析,确定结构的合理形式,计算拉索、主梁、桥塔等结构应力、刚度、稳定性等设计参数。结果表明:(1)该桥主体结构应力、变形等均满足规范要求;(2)曲线斜拉桥采用支架现浇后转体施工,横向需设置预拱度;(3)上跨高速铁路,采用转体斜拉桥方案能有效降低梁高。     

提升钢弹簧浮置板轨道稳定性的抑振调频装置研究

在轨道板上安装抑振调频装置是提高钢弹簧浮置板轨道稳定性的有效措施。基于有限元方法与车辆-轨道耦合动力学理论，建立考虑抑振调频装置的车辆-钢弹簧浮置板轨道耦合动力学模型，计算分析抑振调频装置刚度、阻尼和预紧力3个关键参数对钢弹簧浮置板轨道自身稳定性、减振效果及行车平稳性的影响。结果表明：抑振调频装置可有效抑制浮置板轨道振动，调节轨道板固有频率；轨道板位移频响幅值随抑振调频装置刚度、阻尼的增大呈指数规律减小，受预紧力影响不明显，当刚度在0～10 kN·mm^-1、阻尼在0～100 kN·s·m^-1范围变化时，抑振调频装置的调节效果显著且易实现；增大抑振调频装置的刚度、阻尼和预紧力均可有效降低轨道系统和车辆的振动加速度，但各自的作用不同，刚度最为明显，其次是阻尼，预紧力较小；在钢弹簧浮置板轨道上设置刚度为6.5 kN·mm^-1、预紧力为2 kN、阻尼为60 kN·s·m^-1的抑振调频装置后，基底加速度较减振扣件轨道和未安装抑振调频装置的浮置板轨道分别降低了74.5%和15.6%，有效提高了轨道系统的稳定性。     

悬索桥门型索塔施工技术优化研究

悬索桥门型索塔一般采用液压爬模施工,横梁结构采用支架法与塔柱同步浇筑或者异步浇筑,在施工过程中,采用水平撑杆平衡裸塔内倾带来的位移及应力。本文结合长寿二桥主桥索塔施工实例,针对传统施工技术进行优化,主要包括液压爬模架体及倒角模板防坠落安全技术优化,横梁预应力采用与塔柱异步浇筑时预应力分级优先施工技术研究及施工缝处理技术优化,水平撑杆安装拆除及主动顶撑力施加过程中的装配式卸落安全技术研究。通过施工技术优化研究,消除传统工艺中的安全隐患,提高工作效率,保障结构质量。     

下承式钢桁半结合桥桥面系的受力状态及改善方法

针对下承式钢桁半结合桥横梁的面外弯曲和混凝土桥面板受拉的问题，以64和96m下承式钢桁半结合桥为例，对3种现浇混凝土板施工方法桥面系的受力状态进行计算和分析比较。结果表明：采用由跨中向两端逐个节间固联纵、横梁后再浇筑混凝土板的方法，可使横梁的面外弯矩大幅度减少。据此提出预制板不设纵梁和待混凝土预制板全部上桥就位并释放横梁面外弯曲后再固联纵梁与横梁的2种施工方法。采用这2种施工方法可以基本消除一期恒载作用下横梁的面外弯矩和混凝土板中的轴向拉应力，如果再加上压重等措施，则可进一步消除或减少二期恒载和活载引起的横梁面外弯矩和混凝土板中的轴向拉应力。     

高墩双线变四线道岔连续梁施工技术

金华至温州铁路扩能改造工程祯埠特大桥18#~22#墩之间设计1联4×32 m双线变四线道岔连续梁,梁面宽度由12.6 m渐变至20.72 m,箱内结构由单箱双室渐变为单箱三室。设计采用支架法施工,混凝土一次性浇筑、全梁张拉。通过对设计施工方案的优化,采用分段浇筑混凝土、全梁张拉的施工工艺,解决了高墩变截面荷载支架设计、预应力管道穿束、压浆密实度等难题,可为今后类似工程提供参考和借鉴。     

大跨度连续箱梁支架法现浇施工技术

武广客运专线红边岭特大桥(32+48+32)m预应力混凝土连续箱梁采用支架法原位现浇施工,针对其跨度大、一次浇筑混凝土数量大、耐久性混凝土施工工艺要求高、真空辅助压浆工艺等特点,详细介绍支架、模板系统、耐久性混凝土浇筑、真空辅助压浆等施工技术。     

轨道车辆车轮不圆度检测装置动力学仿真

建立轨道—车辆—车轮不圆度检测装置动力学仿真模型，计算分析车轮不圆度检测装置关键参数对测点振动的影响规律，确定该检测装置最优设计参数。基于轨道车辆动力学与机构学理论，对检测装置机构运动进行分析，运用SIMPACK软件建立含单节列车、钢轨及安装在钢轨上的不圆度检测装置在内的整体仿真模型，并计算测点的振动响应。研究表明：该检测装置机构弹簧刚度最优值为3×10⁵～5×10⁵ N/m，阻尼最优值在8 000 N·s/m附近；为保证检测装置测量精度，车辆运行速度应不大于5 km/h；同轴另一侧车轮对检测装置没有影响，装置对列车运行安全性没有影响。     

大跨度连续梁贝雷梁钢管柱式支架现浇施工技术

某客运专线特大桥跨高速公路匝道(32+48+32)m连续梁采用贝雷梁钢管柱式支架一次现浇法施工,针对其支架高、跨度大、一次浇筑混凝土数量大、混凝土浇筑施工工艺要求高及跨高速公路施工等特点,重点从支架搭设与验算、球形支座及模板安装、混凝土浇筑、预应力张拉和压浆及跨高速施工安全等方面介绍了贝雷梁钢管柱式支架连续梁施工技术,对于客运专线同类型桥梁建设具有一定的指导意义。     

道床刚度对钢轨接头动力响应影响研究

有砟轨道在施工阶段存在大量的钢轨接头会加剧轮轨间冲击和振动，造成钢轨伤损，影响轨道平顺性，不利于工程车辆行车安全，合理的道床刚度能减缓钢轨接头处轮轨间的冲击作用，改善临时轨道结构的受力和变形。基于多体动力学理论，以21 t轴重平车为研究对象，建立车辆-钢轨接头耦合动力学模型，研究钢轨接头区轮轨动力响应，分析道床刚度对轮轨冲击的影响规律。结果表明：钢轨接头区的轮轨冲击较为显著，其轮轨垂向力比非接头区增大约1.4倍。随着道床刚度增加，轮轨垂向力呈非线性增加趋势，钢轨和轨枕的垂向加速度和垂向位移均呈减小趋势，道床刚度为170 kN/mm时，轮重减载率最大值为0.63，接近我国规范的允许限值0.65；道床刚度小于45 kN/mm时，钢轨和轨枕的位移均超出了我国规范允许值（2.5 mm和2.0 mm）。因此，施工阶段应对道砟进行合理的捣固，宜将道床刚度控制在45～170 kN/mm。     

高墩柱现浇连续梁临时支架方案比选及检算分析

新建黔江至张家界至常德铁路龙潭镇大桥现浇连续梁工程,地处湘西北地区常德市桃源县龙潭镇境内。连续梁跨度为6×32 m,最高墩身为29.5 m,现浇连续梁施工原设计采用满堂支架现浇法浇筑施工,支架地基处理形式采用挖除松软土强夯后填铺混凝土垫层。通过现场调查,结合当地气象水文资料,针对本桥地形起伏较大、地质条件复杂、桥墩高度较高的特点,对碗扣式满堂支架、单层贝雷梁加中支墩钢管立柱支架和双层贝雷梁支架三种常用临时支架形式的施工进度、安全性和经济性进行研究比选,认为满堂支架施工工法难以满足施工要求,并提出桩基础+刚性冠梁+钢管立柱+贝雷梁支架体系的临时支架形式,并就方案适用性进行了应力检算。在工程实践中取得了良好的效果,对类似环境下施工具有很好的借鉴意义。     

石武客运专线驻马店特大桥(32+48+32)m连续梁支架现浇施工技术

石武客运专线驻马店特大桥跨S333省道(32+48+32)m连续梁采用贝雷梁钢管支架一次现浇法施工,针对其跨度大、一次浇筑混凝土数量大、混凝土浇筑施工工艺要求高等特点,详细介绍了支架设计与预压、球形支座及模板安装、混凝土浇筑及预应力张拉和压浆等施工技术。