耗能防撞装置在桥墩基底摇摆隔震中的性能研究

在桩基础桥墩基底摇摆隔震中,提出1种增加柔性耗能防撞装置设计方案.当罕遇地震发生时,桥墩在与基础分离处发生摇摆,与设计的防撞装置发生碰撞,延长了系统的撞击时间,使撞击力下降.利用多个钢绳柔性防撞圈同期作用的动态有限元方法,建立适当模型,并对防护围刚度分3种情况进行讨论.发现在撞击防撞装置的过程中,前期为部分防撞圈发挥作用,后期为全部防撞圈发挥作用,并且“同期作用历时”越短越好.分析结果表明,降低防撞构件的初始刚度,可延迟最大撞击时间,同时可减小最大的撞击压力.     

桥墩泡沫铝基组合防撞装置耗能机理及缓冲效果

滚石灾害严重威胁山区铁路桥墩建设及运营安全。针对现有桥墩防撞装置存在缓冲效果差、不易安装修复等不足,开展防撞装置耗能机理及缓冲效果研究,提出采用具有优良耗能缓冲性能的泡沫铝和聚氨酯材料多层组合的防撞装置。结果表明：泡沫铝和聚氨酯材料均具有稳定的变形破坏模式和较长的应力平台区,可持续稳定地吸收能量;组合结构耗能效果与缓冲材料的厚度和密度分布相关,增加泡沫铝材料厚度和密度,组合结构吸能总量增幅较大,吸能效率和吸能稳定性受组合结构中的聚氨酯材料的影响较大;防撞装置缓冲材料按上层（表层）50 mm聚氨酯、下层（底层）50 mm泡沫铝的双层结构配置,防护效果最佳。     

高速铁路桥墩等效塑性铰长度研究

研究目的:等效塑性铰长度在墩柱的简化抗震设计中普遍用于预测墩顶的极限水平位移。高速铁路桥墩具有截面尺寸大、纵筋率较低等特点,目前我国铁路抗震设计规范未对桥墩的塑性铰长度给出建议值,设计人员只能参考现有的经验公式进行抗震设计,其适用性还不明确。本文基于9个高速铁路圆端形桥墩拟静力试验数据,对多个桥墩进行塑性铰长度的参数分析,与多种设计规范进行对比,旨在研究并提出适用于高铁桥墩的塑性铰长度公式,以方便桥墩抗震设计。研究结论:(1)利用纤维截面梁柱单元,采用修正Chang-Mander混凝土模型进行分析,与试验曲线吻合良好;(2)桥墩高度和轴压比对塑性铰长度影响较大,钢筋屈服强度与直径对其影响较小;(3)相比于已有的规范公式,本文提出的公式可更为准确地预测高铁桥墩的塑性铰长度;(4)该研究成果可用于高速铁路桥梁的抗震设计与分析。     

障碍物检测装置碰撞过程动力学仿真研究

城市轨道交通无人驾驶列车车载障碍物检测设备可以在列车与前方障碍物发生接触碰撞时,及时检测到障碍物并触发列车紧急制动,从而保证列车运行安全。文章通过数值仿真方法,模拟障碍物与检测设备碰撞过程,得到碰撞过程中的冲击力、弹簧变形、检测横梁位移等相关动力学数据,完成不同材质与不同质量的障碍物触发报警临界速度归纳分析,对障碍物检测设备优化设计,避免误报、漏报具有重要意义。     

低地板车泡沫铝防撞装置动静态性能研究

为了设计四模块低地板有轨列车耐撞性车体防撞装置,实现列车被动安全保护,采用数值仿真技术进行准静态和动态压缩计算,研究不同孔隙率下泡沫铝防撞块的吸能特性。研究结果表明:泡沫铝防撞块准静态压缩的压溃力呈现明显的弹性阶段、稳定压溃阶段和致密化阶段;泡沫铝防撞块的压溃力和吸收的能量随着孔隙率的减小而增加;同一孔隙率下,动态压缩过程初始压溃力的变化趋势与准静态压缩的压溃力大致相同,而随着泡沫铝的压实,准静态压缩的压溃力呈线性增大。     

动车组前端钩缓装置耐碰撞性能试验研究

介绍了前端钩缓装置各吸能元件的特点,并选取有代表性的气液缓冲器和后置式压溃管以实车试验为主、仿真计算为辅进行了前端钩缓装置耐碰撞性能研究。     

铁路箱梁装配式桥面系防撞性能试验研究

研究目的:为推动装配式结构在铁路桥梁中的应用,本文针对列车脱轨荷载作用下客货共线铁路箱梁装配式桥面系开展试验研究.为掌握新型装配式桥面系的防撞性能,设计和制备预制装配式桥面系挡砟墙和现浇挡砟墙足尺试验模型,对足尺模型开展静载试验,对比研究客货共线铁路箱梁预制装配式桥面系挡砟墙防撞性能.研究结论:(1)装配式桥面系挡砟墙...     

浅埋式桩基础钢筋混凝土拱桥桥墩防撞安全性评价与加固技术研究

以五强溪沅水大桥为工程背景,针对浅埋式桩基础钢筋混凝土拱桥,提出基于我国公路桥涵设计规范桥墩防撞安全性评价方法.通过对该桥的桥墩防撞安全性评价提出了相应的桥墩加固方案.采用三维实体单元来模拟基础加固后新老混凝土的共同作用,同时考虑新老混凝土接触面按完全粘结与滑动2种情况建立计算模型,对桥墩防撞加固方案的可行性进行了研究,亦可供同类桥梁加固参考.     

无黏结预应力钢筋混凝土桥墩抗震性能研究

本文利用有限元软件OpenSees对同济大学的一项试验低周反复荷载作用下的2根钢筋混凝土桥墩和2根无黏结预应力混凝土桥墩进行数值模拟,并与已有试验结果进行对比分析。结果表明:所建模型对普通桥墩和无黏结预应力混凝土桥墩的模拟效果均良好,采用初应力法能够合理模拟无黏结预应力钢筋的预加力和自复位能力;预应力束如果被放置在截面中心处主要体现其提供轴压的作用,预应力束如果沿截面的边缘布置不仅能够体现其提供轴压的效果,还能更好地发挥其高弹性回复能力,墩柱的最大残余位移也会进一步减小。     

花土坡特大桥施工过程中桥墩抗风受力分析

对110 m高墩大跨悬臂现浇梁在最大悬臂状态下的桥墩和梁部最不利恒载和风载进行了分析和计算,并对施工阶段可能发生的最不利荷载组合下桥墩受力和稳定进行了验算.     

高速铁路900 t箱梁架梁过程中桥墩沉降监测

以京沪高速铁路土建四标的淮河特大桥为例,对高速铁路桥梁在架梁过程中的桥墩沉降监测情况进行了分析总结,总结出了荷载与沉降的关系式。     

钩缓装置碰撞及坡道救援仿真动力学性能分析

以某城轨车辆用车钩缓冲装置为例,介绍了其结构组成,通过动力学仿真计算软件,建立了多编组列车模型,并进行列车的碰撞及坡道救援仿真分析,最终得到了车钩缓冲装置在碰撞及坡道救援过程中的作用力、缓冲器变形量及其变化规律。计算结果表明在碰撞过程中,碰撞连挂面的车钩力及缓冲器变形量最大,沿列车纵向向两端面不断减小,车钩缓冲器、压溃管、防爬器依次逐级吸收冲击能量;在坡道救援工况中,制动速度对车钩缓冲装置的动力学性能基本无影响,增加车辆载重,其制动过程中车钩作用力变大,缓冲器行程增大。     

弹簧碰撞塑性应变及有限元分析的材料模型选用研究

采用有限元软件仿真分析了弹簧碰撞塑性应变特性及材料模型对塑性应变和当量应力的影响。建立弹簧模型,假定弹簧材料不变,使用不同速度的撞击物撞击弹簧,撞击物模型分别选用刚体模型和动塑性模型,分析塑性应变的产生原因。仿真结果表明了刚体模型和动塑性模型对塑性应变及最大当量应力的影响,对碰撞仿真过程中材料模型的选取具有指导意义。     

长方形断面钢桥墩抗震性能评价方法的研究

在评价长方形断面钢桥墩的抗震性能时,通常直接引用正方形断面钢制桥墩的抗震性能评价方法。文献[1]已经证明,填充了水泥的正方形断面钢制桥墩的抗震性能评价方法,不能直接用在长方形断面上。而对于没有填充水泥的长方形断面钢制桥墩,还没有相关的研究。本文对长方形断面钢制桥墩试件进行了正负交替荷载实验研究,并把实验值和计算值进行了比较分析,得出了一些重要结论。     

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。     

预制拼装铁路重力式桥墩的抗震性能研究

为适应中国铁路建设向高烈度震区快速发展的需要,解决传统预制拼装桥墩墩柱及承台连接位置薄弱等问题,提出一种灌浆波纹管连接的模块化预制拼装桥墩体系,通过设置承台与墩身塑性区域共同浇筑及墩底局部无黏结段增强桥墩的抗震性能。制作1个局部无黏结整体现浇铁路重力式桥墩模型和1个局部无黏结预制拼装铁路重力式桥墩模型开展拟静力试验,并结合有限元分析,进行预制拼装铁路重力式桥墩抗震性能研究。结果表明：局部无黏结预制拼装桥墩整体连接性能稳定,可通过墩底塑性区域破坏与墩身及节段间的摇摆实现共同消能,其破坏模式表现为墩底塑性区域的弯曲破坏,未发生破坏位置转移现象;局部无黏结预制拼装桥墩等效塑性区域高度比整体现浇桥墩降低,抗侧向水平承载力与耗能能力提升显著,位移延性能力良好,可适应更大加载位移,最终累积耗能增长64.3%;结构接缝位置连接稳定可靠,同等加载位移下等效刚度基本一致,抗震性能得到明显提高;预制节段划分对预制拼装铁路重力式桥墩抗震性能的影响不大。     

新德里RMGL项目车体耐碰撞性能研究

在AW3工况下,利用有限元模拟软件HyperMesh和Ls-Dyna对新德里RMGL项目车体进行被动安全性及耐撞性分析。以弹簧代替车钩建立一列车与另一列车的碰撞模型,运用瞬态非线性有限元碰撞仿真方法,分析两列车的碰撞过程,结果满足EN 15227中车辆的碰撞要求。     

车辆吸能装置结构的耐碰撞性研究

以车辆吸能装置为研究对象,采用高度非线性显式动态有限元软件ANSYS/LS-DYNA对其进行压缩吸能动态仿真,研究其吸能特性.分析了压缩全过程的动力学响应,并与吸能装置的压缩试验结果进行了对比分析,仿真与试验结果吻合,验证了所建立有限元模型的正确性.对安装了吸能装置的某机车车体进行了碰撞仿真,结果表明该吸能装置具有较好的吸能特性.