重载铁路Ц形浅基高桥墩振动分析及加固技术

研究目的:Ц形浅基高桥墩是我国既有重载铁路中的一种常见类型,具有"头重脚轻"和刚度偏低的典型特点,是铁路基础设施中的薄弱环节。本文以某重载铁路浅基高桥墩为研究对象,针对重载列车通行引起的桥梁结构振动异常现象,采用现场试验和理论分析等技术手段,研究大轴重运输条件下的桥墩振动特性和减振加固技术,并进行实际工程应用研究。研究结论:(1)单线重载列车通过导致双线Ц形桥墩基础受到较大的偏心冲击,进而引起本线和临线桥梁振动增大,尤其是临线桥梁振动明显增大;(2)随速度和轴重增加,两线桥梁振动均呈现增大趋势,地基薄弱、桥墩刚度不足和基础结构缺陷是振动异常根本原因,大轴重列车偏心冲击是直接外因;(3)可采用"增补桩基+增大基础+墩身连接"组合加固方法进行实桥加固,加固后墩顶振幅降低300%,桥墩横向自振频率增加3倍,效果明显;(4)本研究成果可为既有铁路病害整治以及扩能改造提供借鉴。     

提高重力式桥墩动力性能的加固机理与实践

分析各种墩身形状和基础形式的重力式桥墩的动力特性,认为圆形墩的动力特性相对较差,其加固原理是增加其横向刚度,提高自振频率;其加固方法是将圆形墩改建为圆端形墩。通过对实例的检测,表明该加固理论是正确的,方法是可行的。     

铁路轻型桥墩横向刚度加固设计与研究

针对铁路提速后轻型桥墩横向振幅超限的问题,分析了单圆柱式、双柱式桥墩的横向动力特性,进而作加固研究设计,选择了加设套箍(单圆柱式墩)、联结板(双柱式墩)的加固方案,并加以实施。经加固前后动力检测,表明加固效果显著。     

双柱式桥墩横向加固技术研究和实践

分析了兖南线K13+822特大桥双柱式桥墩横向刚度不足的原因,指出通常加固方法不能满足提速以后横向刚度要求,通过方案比选和理论分析,提出了同时提高基础和墩身横向刚度的桥墩加固方案。方案实施后,取得了理想的加固效果。     

日温下高铁桥墩位移与钢轨变形的映射关系

研究目的:日照温度作用下,桥梁墩身向阳和背阳侧产生温差,从而导致墩顶发生横向位移,进而引起梁体、轨道横向偏移,最终使桥上钢轨产生横向不平顺。为指导桥墩设计和轨道养护维修,本文以高速铁路双块式无砟轨道-简支梁桥为研究对象,采用单位载荷法,分析墩顶横向位移与温差、墩高、墩宽的关系;基于线-桥-墩相互作用原理,推导墩顶横向位移与钢轨变形的映射关系,并提出相应的解析表达式。研究结论:(1)日照温度作用下桥墩墩顶位移与截面方向温差和墩身高度平方成正比,与其截面横向宽度成反比;(2)钢轨随桥墩墩顶横向移动产生的变形与其横向位移成正比,并与扣件间距、钢轨横向抗弯刚度等参数有关;(3)基于墩顶横向位移和钢轨变形之间映射关系的解析表达式,可以根据墩高、墩宽、桥墩温度差等参数,十分方便地得到钢轨横向变形曲线,对于指导桥墩设计和轨道养护维修具有参考价值;(4)本研究成果对于研究桥上其他单元式无砟轨道桥墩横向位移与钢轨变形的映射关系具有参考价值。     

滁河特大桥轻型桥墩横向振动分析及加固

对津浦线滁河特大桥双柱式轻型桥墩横向刚度不足引起的桥墩横向振幅超限进行测试分析 ,并提出加固方案。     

朔黄铁路双柱式轻型桥墩动载试验与强化改造方案研究

对朔黄铁路上行线(重车线)上两座双柱式轻型桥墩(温塘河特大桥与崧杨岔河大桥)的动力性能进行了实测,测得了两座桥梁在试验列车作用下的动力响应。试验结果表明:温塘河特大桥及崧杨岔河大桥双柱式轻型桥墩实测墩顶横向振幅偏大,横向刚度偏弱,应尽快对振动过大的双柱式轻型桥墩进行强化改造。同时提出了3种强化改造方案,宜结合桥梁大修计划实施。     

合九线双柱式桥墩横向振幅超限原因分析及整治

合九线在线路提速和开行重载货物列车后，部分双柱式桥墩的桥梁出现横向振幅超限，严重影响行车安全和桥梁的结构安全。在全面分析原因的基础上，通过加固实验，确定采用基础、墩身和梁体同步加固技术和增设限位装置等辅助措施，有效提高了桥梁的刚度，对整治同类型桥梁的横向振幅超限，具有一定的借鉴作用。     

既有铁路桥墩横向刚度加固方案试验研究

伴随着不断发展的铁路运输规模和既有铁路桥梁墩台的长期服役,使得列车活载效应加剧了对桥梁墩身横向刚度的弱化效用,墩身横向刚度不足日益成为一项亟待解决的突出问题。在设计确定加固方案时,如何有针对性地改善墩身横向抗推刚度和自振频率,对保证设备质量安全和铁路运输畅通意义重大。通过列举一处既有铁路圆形桥墩横向刚度补强实例,利用实测法、经验公式法、有限元法综合分析了处理该问题的工程适用性。     

新菏线跨京广铁路特大桥抑振加固实践

对新菏线跨京广铁路特大桥双柱式桥墩振动异常进行分析表明,桥墩墩身结构及软弱地基都可能会导致墩顶振幅过大.加固实践证明,单独加固基础或墩身都不能有效地抑制墩顶振动,对二者同时进行加固才能够达到预期的效果.     

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。     

铁路桥梁梁墩体系墩顶横向振幅的参数影响分析

文章根据收集到的1000多个我国铁路桥梁桥墩横向振动的试验资料,从桥墩类型、上部结构类型和墩高等方面对我国目前铁路桥墩进行了分类统计。从墩高、自振频率、车速和墩顶横向刚度四个单一参数和相关综合参数两个角度对墩顶横向最大振幅进行了规律分析,提出了综合指标的新概念,以方便进一步对桥墩横向振动规律的研究。     

采用改变桥墩横向刚度治理桥墩横向振幅过大病害的实践

利用工程实例来说明通过增大桥墩横向刚度,提高其自振频率,使其有载自振频率和强振频率不能接近或产生共振,从而达到减小墩顶横向振幅的目的,表明该加固理论是正确的,施工方法是可行的。     

宁西线汲东干渠中桥轻型桥墩加固简介

宁西线汲东干渠中桥轻型桥墩横向刚度严重不足,导致桥墩墩顶横向振幅严重超限。采用桥墩基础钻孔桩加固一承台加固一墩柱加固的方法进行加固后,其横向刚度得到明显提高。     

快速复合方法加固铁路桥梁的力学性能研究

研究目的:针对既有线32 m简支T型梁桥在列车提速时横向刚度不足、振幅过大以及重载列车过桥时承载力不足的问题,提出通过预制混凝土横隔板及体外预应力钢绞线对桥梁进行横向和纵向复合快速加固方法,通过ANSYS和多体动力学软件UM(Universal Mechanism)进行桥梁加固前后静力性能以及车桥耦合动力性能分析。研究结论:(1)提速列车过桥时主要问题是横向振幅过大,而横向加固能够有效提高梁体的横向刚度,使桥梁的横向一阶、扭转一阶自振频率显著提升,减小列车过桥时的动力响应;(2)重载列车过桥时主要问题是承载力不足,竖向挠度过大,竖向加固在提高承载力和竖向一阶自振频率的同时,会导致梁体的横向自振频率变小,需在纵向加固同时进行横向加固;(3)证明了车桥系统共振理论推导公式计算结果的正确性以及桥梁加固后发生共振时桥梁的安全性;(4)加固后桥梁能够满足提速列车以及重载列车运营要求;(5)此加固方法适用于工期紧张且不能中断运营的铁路既有简支桥梁的加固。     

用等效惯矩法计算铁路轻型桥墩的B值

某些形式的轻型墩的横向宽度不能直接量取,因此可以虚拟一实体墩,以建立虚拟实体墩与轻型墩的惯性矩等量方程,解出虚拟实体墩的横向宽度,并以此做为轻型墩的横向宽度,计算出墩顶横向振幅及桥墩横向自振频率通常值。     

轻型墩桥梁横向振动检测与加固研究

研究目的：铁路提速后，大部分轻型墩桥梁横向振幅过大，墩与梁横向刚度不匹配问题十分突出，严重地影响了行车安全，为研究该类桥梁横向振幅过大的原因，提出合理的加固方案，特进行轻型墩桥梁横向振动的检测与加固研究。 研究方法：以某轻型墩铁路桥梁为研究对象，进行了车-桥耦合振动现场检测及分析，进而提出了2种加固方案，并进行了加固效果分析。 研究结果：该桥T梁自身跨中横向振幅基本满足规范要求，但各墩顶横向振幅均严重超限。研究结论：轻型墩横向刚度偏低、墩顶横向振幅过大是导致该类桥梁横向振幅过大的主要原因，本文提出在双柱式墩柱之间增设型钢剪力撑或增设两道横向劲性型钢连接并浇筑微膨胀钢筋混凝土，2种加固方案均能有效地提高轻型墩的横向刚度，控制轻型墩桥梁的横向振幅。     

铁路简支梁桥下部结构加固效果定量评估方法

研究目的:长期以来,铁路部门一般采用频率和振幅等动力指标定性评估桥梁下部结构的加固效果,不能建立与加固设计静力学指标的联系,导致设计和检测工作的脱节。为解决这个难题,本文研究将动力检测模态参数转化为静力设计线刚度指标的优化识别模型修正方法,建立基于线刚度的加固效果定量评估准则和评估流程。研究结论:(1)以实测频率和振型为输入,采用模型修正方法可识别下部结构的线刚度;(2)可以利用识别线刚度提高系数对桥墩的加固效果进行分级;(3)对墩身横、纵向等比例加固时,纵向加固效果更加明显;对桩基础进行加桩处理时,横、纵向加固效果显著;采用地基处理加固方案时,横、纵向的加固效果基本相同;对桩基础进行加桩处理时,加固效果显著;(4)通过对某普速重载铁路桥墩加固前后分别进行现场动力测试,对其加固效果进行了评估,结果表明本文所提方法具有较好的应用效果;(5)该研究成果可为铁路桥梁下部结构养护和维修加固工作提供参考。     

高寒地区高速铁路桥梁下部结构模态参数的变化规律研究

针对高速铁路多跨简支梁桥墩—梁间振动强耦合的特点,采用复合随机子空间模态分析方法和冲击振动试验法相结合的信号处理方法,对高寒地区高速铁路简支梁桥的下部结构在1个完整冻融循环周期内4次动力测试结果进行分析,并对桥梁下部结构的模态参数进行识别,分析冻融循环对桥梁下部结构模态参数的影响规律。结果表明:随着冻结深度的增加,桥墩各阶横向振动频率均会增大,且全桥横向交错振动频率的增大趋势最为显著,最大增幅达36.8%;墩身高度是影响桥梁下部结构模态频率的主要设计参数,墩高对全桥横向交错振动模态的影响大于全桥横向整体摆动模态,随着墩高的增加,全桥横向交错振动频率在3~9 Hz之间变化,全桥横向整体摆动频率在2~4Hz之间变化;冻融循环作用下地质条件对桥墩的模态频率几乎没有影响。     

滁河特大桥桥墩加固实践

京沪下行线滁河特大桥双柱轻型桥墩采用就地浇筑。后经实测,发现其横向刚度不足。分析了桥墩历年加固资料,确定原因,选择加固方案,对全桥进行全面加固。