客运专线桥上无缝道岔的设计

提出了客运专线桥上无缝道岔设计流程及设计方法，根据桥上无缝道岔“岔—梁—墩”一体化计算模型，建立桥上无缝道岔有限元分析方法，研究了道岔与桥梁之间的合理布置形式，对客运专线桥上无缝道岔设计具有指导意义。     

连续梁桥上典型道岔群纵向受力与变形分析

连续梁桥上双线两组道岔对称布置和咽喉区外侧的单渡线是客运专线建设中主要的无缝道岔群布置形式,为了指导和完善连续梁桥上铺设道岔群时道岔和桥梁的设计方法,本文根据桥上无缝道岔纵向相互作用原理,建立了道岔—桥梁—墩台一体化有限元计算模型,以18号无缝道岔铺设在连续梁桥上为例,分析了这两种常见道岔群的纵向受力与变形规律.计算结果表明,两组道岔对称布置时,可按单组道岔进行计算,墩台承受两组单开道岔的传力;单渡线这种岔桥布置对道岔与桥梁的受力都是有利的.     

桥上无缝道岔纵向力计算研究

根据桥上无缝道岔纵向相互作用特点,建立岔—(板)—桥—墩一体化分析模型,应用有限元方法进行求解,对车站咽喉区道岔群、八字渡线桥上无缝道岔两种形式道岔进行计算,并与德国桥上无缝道岔计算理论对比验证。验证结论为:在两种形式道岔布置情况下,岔桥系统纵向相互计算模型与德国桥上无缝道岔计算理论计算结果相吻合。     

路基无缝道岔对桥上无缝线路的影响分析

根据桥上无缝道岔纵向相互作用特点,利用有限元软件ANSYS进行二次开发,采用APDL语言编写了桥上无缝道岔纵向附加力计算程序,建立了线-桥-墩-基础一体化计算模型。以12号固定辙叉无缝道岔在路基上变化位置为计算条件,分析了温差、扣件阻力、道床阻力、支座布置、限位器个数、限位器间隙等因素对桥上无缝线路的影响。计算结果表明:隧道道床、扣件阻力减少,无缝道岔对桥上无缝线路的影响范围增大;支座布置情况不同时,无缝道岔对桥上无缝线路的影响范围变化明显;随着温差减少,直基本轨与尖轨尖端相对位移逐渐减少。     

桥上无缝交叉渡线纵横向耦合模型

在城市轨道交通建设中,由于地形条件和环保要求的限制,出现道岔(渡线)全部或部分设置在桥上的情况,既有的无缝道岔计算方法难以解决桥上无缝道岔(渡线)桥梁与相互作用的问题.为此,采用有限元方法,以60 kg/m钢轨、12号固定辙叉、4.0 m间距无碴轨道交叉渡线为例,建立桥上无缝交叉渡线纵横向耦合的计算模型,为建模计算提供一种新的思路和方法;结合工程实例,对桥上无缝交叉渡线的力学特性进行计算分析,并对今后桥上无缝交叉渡线的设计提出建议.     

客运专线桥上无缝道岔设计方法研究

研究目的:桥上无缝道岔设计已成为客运专线的关键技术之一.目前国内桥上无缝道岔研究刚刚起步,尚未形成系统计算理论和设计方法.开展桥上无缝道岔计算理论和设计方法研究,具有重要理论和现实意义.本文旨在建立一种桥上无缝道岔计算模型和计算方法,提出桥上无缝道岔设计流程和设计方法,探索我国无缝道岔技术发展方向.研究结论:引进技术和自主创新相结合,在消化吸收国外先进设计理念的基础上,初步建立了桥上无缝道岔设计方法和设计体系,为桥上无缝道岔设计提供依据.本文建立的"岔-梁-墩一体化"计算模型能够真实反应道岔和桥梁的相互作用,桥上无缝道岔设计方法具有很强的可操作性,研究成果对于我国客运专线桥上无缝道岔设计和施工有重要指导意义.     

轨道交通桥上无缝道岔群的受力分析

对典型案例的桥上咽喉区无缝道岔群的温度力、道岔部件相对位移和传力件的剪力进行了计算,并与普通桥上无缝线路的温度力进行了对比分析。计算结果表明:桥上无缝道岔较一般区间桥上无缝线路钢轨附加力明显增大,桥上无缝道岔设计应同时兼顾道岔与桥梁孔跨布置;典型案例中的道岔尖轨、心轨位移及限位装置的结构强度均可满足其限值要求。     

客运专线桥上无缝道岔模型试验设计

桥上无缝道岔是当前客运专线建设中的重点、难点与热点问题.桥上无缝道岔既要考虑桥上无缝道岔的梁轨相互作用,又要考虑无缝道岔中钢轨受力和变形的复杂关系.根据相似三定律设计试验所用模型,将实际中遇到的温度变化对系统的影响模拟到试验中,并模拟了多种梁系与轨道结构形式,通过试验数据分析,明确了桥梁与无缝道岔的相互作用关系,为建立桥上无缝道岔计算理论提供依据,继而指导桥上无缝道岔设计.     

连续梁桥上无缝道岔温度力与变形影响因素分析

研究目的:桥上无缝道岔是跨区间无缝线路的一项关键技术。分析各种因素对道岔和桥梁的受力与变形的影响,总结出连续梁桥上无缝道岔受力与变形规律,是关系到客运专线运营安全的重要问题。研究方法:通过建立连续梁桥上无缝道岔的有限元计算模型,利用Ansys软件对连续梁桥上无缝道岔进行力学计算并作参数影响分析。研究结果:道岔布置位置和桥墩支座布置形式对系统受力和变形影响较大;增大岔区内道床纵向阻力和扣件纵向阻力,有利于控制道岔的位移;连续梁固定墩刚度增加能有效控制道岔各主要位移,同时能减小基本轨最大附加力;轨温变化幅度对系统受力和变形的影响非常显著。研究结论:道岔应避免布置在梁的端部并且尽量让道岔导轨与梁体反向伸缩;合理设计锁定轨温能有效地改善系统受力状况。     

桥上无缝道岔纵向力计算理论与试验研究

根据桥上无缝道岔受力和变形特点,建立道岔-桥梁-墩台一体化计算模型,并利用有限元法对模型求解。以浙赣线湄池1号大桥为例,分析桥上无缝道岔的受力与变形的特性,测试桥上无缝道岔的温度力和位移。试验结果表明,理论计算结果和实测数据相吻合。理论分析和实验研究表明:所建立的道岔-桥梁-墩台一体化模型用于计算桥上无缝道岔纵向力和位移是合理可行的;桥上无缝道岔与桥上无缝线路的受力和变形差别很大,在计算桥上无缝道岔时应考虑实际的钢轨温度变化幅度、道岔布置方式和岔、桥相对位置。在道岔布置密集的区域,如车站咽喉区,道岔间的相互影响较大,为准确计算道岔及桥梁的受力和位移,应建立包括所有道岔和桥梁的整体模型。     

桥上无砟轨道无缝道岔纵向温度力研究

为建立能客观反映桥上无砟轨道无缝道岔实际受力情况的计算分析模型,在吸收国内研究成果的基础上,基于有限单元法,建立桥上无砟轨道,无缝道岔伸缩力的计算模型.分析轨温变化幅度,扣件阻力,限位值等轨道结构参数对无缝道岔受力及变形的影响,得出桥上无砟轨道无缝道岔的受力和变形的特点,对无缝道岔的设计和养护维修有一定的指导意义.     

简支梁桥上无缝道岔温度力与位移影响因素分析

将道岔、梁和墩台视为一个系统,建立简支梁桥上无缝道岔的有限元模型。根据变分原理和“对号入座”法则建立有限元方程组。以铺设一组43号道岔的18跨32 m混凝土简支梁桥为例,研究影响简支梁桥上无缝道岔受力与位移的因素,如支座布置形式、轨温变化幅度、梁温差、扣件阻力、道床阻力、限位器间隙、岔枕刚度、限位器位置、梁跨长度和桥墩刚度等。计算结果表明,简支梁桥上无缝道岔在温度荷载作用下,钢轨温度力在限位器处和限位器前梁端处同时出现两个峰值;与桥上无缝线路相比,桥上无缝道岔桥墩处的最大受力显著增大;当梁与导轨同向伸缩时,岔区内钢轨位移较大;限位器应布置在梁跨中部;限位器间隙对桥上无缝道岔的受力与位移有双重影响;岔区内钢轨的受力与位移随桥墩刚度增大而减小;岔区内采用较大的扣件阻力和道床阻力,岔区外采用较小的扣件阻力和道床阻力,可以降低钢轨附加温度力。     

多线预应力混凝土斜拉桥上无缝线路纵向受力与变形

为探讨大跨度斜拉桥上无缝线路纵向受力与变形规律,以一座多线预应力混凝土斜拉桥为例,采用有限元法建立了"塔-索-梁-轨"空间耦合有限元模型,分析了温度荷载、列车荷载以及制动荷载对桥上无缝线路纵向受力与变形的影响。结果表明:当桥塔温度变化时,钢轨伸缩力、钢轨纵向位移和桥梁的纵向位移均无明显变化,钢轨伸缩力最大幅值出现在连续梁两部,并在简支梁梁缝处出现峰值;在列车荷载作用下,各条线路的钢轨挠曲力和钢轨纵向位移随着距加载线路距离的增大而逐渐减小,钢轨挠曲力最大幅值出现在连续梁端部;在制动荷载作用下,钢轨制动力最大幅值出现在连续梁端部,并在加载的起点与终点出现峰值突变,加载的起点或终点与连续梁端部重合时为最不利位置。研究结果可为大跨度斜拉桥上无缝线路设计提供理论参考。     

拱肋内倾角对钢管混凝土提篮拱桥车桥动力响应的影响

为考虑拱肋内倾角对大跨度钢管混凝土拱桥的动力特性及车辆走形性的影响,以某主跨为240 m的钢管混凝土提篮拱桥为例,运用结构动力学以及有限元原理,分别建立了3种不同内倾角度(7.5°,8.5°,9.5°)下的桥梁动力分析模型和车辆模型,由动力学势能不变值原理"与形成矩阵的"对号入座"法则建立空间振动方程,并对3种情况下的车桥耦合空间响应进行了计算分析。研究结果表明:桥梁横向自振频率随拱肋内倾角的增加而明显增大;竖向自振振动频率随内倾角度的增大而减小;列车通过桥梁时,不同内倾角度下拱顶竖向位移和加速度的变化很小,而横向位移、横向加速度均随着内倾角度的增大而减小;车辆的动力响应对内倾角的变化不敏感。     

城市轨道高架桥动力响应分析与监测

桥梁监测系统通过实时监测各关键性能的技术指标,为桥梁的安全度评估及桥梁的养护维修提供科学依据。通过数值模拟与现场监测数据相结合的方式研究列车对桥梁的动力加载效应。采用ANSYS软件建立桥梁有限元模型,将城市轨道交通列车简化为一系列移动集中荷载,计算列车匀速行驶作用下桥梁的振动响应,同时利用桥梁监控系统采集的实测数据对计算结果进行验证。得出结论如下:通过监测数据验证数值模拟结果的正确性;列车移动通过时桥梁跨中位移均在合理范围,现阶段桥梁处于较好工作状态;列车运行速度对桥梁跨中位移极值有明显影响。     

悬臂施工连续梁桥合龙设计优化及影响分析

合龙阶段的施工工序对多跨连续梁桥的内力和累计位移均有一定的影响,以一座4跨连续梁桥为例,根据合龙阶段预应力钢束张拉阶段的不同,建立该桥的两种有限元模型,根据各个施工阶段的分析结果,对比分析预应力张拉阶段对梁体内力、累计位移的影响。结果发现,预应力张拉阶段对多跨连续梁桥结构的内力影响较小,对梁体结构的累计位移影响较大,根据分析结果,对该桥的合龙工序进行了优化。建议多跨连续梁桥在进行安全设计的同时应考虑结构线形控制的难度,对合龙工序进行优化。     

温度荷载作用下大跨度桥梁与无砟道岔相互作用研究

将道岔、轨道板、梁体和墩台视为一个相互耦合的系统,建立了计算温度荷载作用下桥梁与无砟道岔相互作用的有限元力学模型。根据变分原理和形成矩阵的"对号入座"法则建立了模型求解的非线性方程组。研究了大跨度桥梁上铺设无砟道岔时,钢轨与墩台温度力与位移的规律。计算结果表明:无砟道岔铺设于大跨度桥梁上时,必须设置钢轨伸缩调节器;无砟道岔铺设于连续梁桥上并设置钢轨伸缩调节器时,岔区内钢轨位移增大;采用连续刚构桥,有利于减小岔区内钢轨位移。     

暗挖隧道与邻近桥桩距离对桥梁的影响性分析

为探究暗挖隧道与邻近桥桩距离对桥梁的影响,以西安地铁某标段为背景,结合MIDAS/GTS NX有限元软件,建立三维模型进行数值模拟,并利用现场监测数据对比模拟结果,验证模型合理性。通过逐步缩小地铁隧道与桥桩的距离,分别模拟出地铁隧道与桥桩在不同距离下的桥面倾斜变化。模拟结果表明:临近隧道开挖一侧的位移量大于另一侧的位移量;且随着隧道与桥桩距离的减小,这种倾斜差异现象愈发明显;桥梁与隧道临界安全距离为15 m,当隧道与桥桩的距离小于临界安全距离后,随着隧道与桥桩距离的减少,对桥梁可能造成的危害会越大。     

预应力混凝土加劲梁悬索桥的精细计算方法

基于有限位移弹性理论,采用带动坐标的混合法对杆系结构的有限元平衡方程进行求解,通过改进索鞍单元模拟索鞍的顶推,增加吊杆及预应力张拉模拟相应施工过程,由此建立悬索桥几何非线性精细计算的有限元分析方法.以北盘江大桥为背景,对其恒载状态下的结构内力及变形进行了精细计算.计算结果表明:本文算法正确,精度较高,收敛较快;程序具有较强的实用性.