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。     

采用新技术 加固混凝土简支梁

随着铁路跨越式发展步伐的加快,既有线圬工简支梁横向刚度不足的问题越来越突出。为适应提速的需要,丰润工务段对提速地段的梁体采用新技术、新材料——无粘结钢绞线及喜利得HY-150锚固胶对梁体进行横向加固,并取得了良好效果。对梁体现状、存在问题、加固工艺及施工后效果等做了一一阐述。     

铁路常用跨度混凝土简支T梁横向加固方法的研究

以32m及以下既有铁路混凝土简支T梁为研究对象,通过收集资料、调查分析,结合以往提速加固设计经验,对影响双片式T梁横向刚度的主要因素、横隔板加固、增设水平板、加宽桥面板和增加梁中心距等方面进行理论计算分析,研究提高T梁横向刚度、减小横向振幅的合理布置形式,提出满足200km/h行车要求的加固方案,并在运营线路上进行实桥加固及试验,检验加固效果。     

既有铁路预应力混凝土T梁加固设计初探

通过对既有铁路32m预应力混凝土双片T梁的理论分析及加固设计的探讨性研究，结果表明：采用加强既有横隔板的办法，可有效地提高梁体横向刚度，减小横向振幅；采用在双片T梁间布置折线体外预应力钢速的加固办法，可较大地提高结构的承载力，是可行的，具有良好的可操作性。     

重载铁路跨度12m钢筋混凝土简支T梁静动力适应性分析与试验研究

我国快速发展的经济对铁路运输能力的要求不断提高,既有铁路重载扩能运输改造进程不断推进,随之提高的列车轴重必然会降低既有铁路桥梁的活载储备量,从而导致T梁的整体刚度和耐久性下降。通过对不同跨径桥梁活载储备量的计算分析,进而选取跨度12 m混凝土T梁作为研究对象进行静力适应性分析,对梁体跨中截面主筋应力、梁体跨中截面上翼缘混凝土压应力及梁体跨中底板裂缝宽度进行检算;并且建立动力有限元模型,分析不同列车荷载作用对跨中横向加速度及横向振幅的影响规律,并与试验实测结果进行对比分析。研究结果表明:在270 k N和300 k N轴重重载列车作用下,梁体受拉钢筋最底部主筋应力均超过容许值;结构动力响应随着车辆轴重增大而增大; 12 m跨低高度简支钢筋混凝土梁横向动力适应性优于普通高度简支梁,两者均满足开行大轴重重载货车要求。     

32 m预应力混凝土简支双T梁横向加固技术研究

针对既有线上大量预应力混凝土简支双T梁桥出现横向刚度不足、横向振幅超限问题.采用大型有限元软件ANSYS,以双T梁实际尺寸建立有限元模型,对梁体加固前、后进行模态分析.在分析大量计算数据的基础上,综合考虑梁体横向和竖向刚度的变化,确定了较为合理的横向加固方案.实践证明,方案是成功的,进一步证明了该方法的可行性.     

圆柱形桥墩横向刚度加固方案探讨

针对铁路既有线提速后圆柱形桥墩横向振幅超限问题,对桥墩进行检算,提出增设翼式钢筋砼板的加固设计方案,经现场振动测试验证,可有效提高桥墩横向刚度,改善桥墩横向振动状况。     

双圆柱桥墩横向刚度加固技术研究

针对铁路既有线提速后双线双圆柱桥墩横向振幅超限的问题，对桥墩进行动力分析，提出增设钢筋混凝土联结板的加固设计方案，经现场振动测试验证，可有效提高桥墩横向刚度，改善桥墩横向振动。     

病害桥墩横向刚度加固方案探讨

针对铁路既有线提速后病害桥墩横向振幅超限问题,提出将两桥墩墩身增厚及整体联接的加固方案,经现场振动测试验证,加固方法良好,可有效提高病害桥墩横向刚度,改善其横向振动,从而确保了行车安全。     

广深准高速铁路既有低高度预应力混凝土梁横向加固技术

为满足铁路提速的要求，对广深线既有３０余孔横向无联结的低高度预应力混凝土梁实施了横向加固。本文介绍两片梁之间增设横隔板的预应力加固技术和对橡胶支座横向限位的加固措施。     

牛角坪双线特大桥桥式方案研究

研究目的：结合线路、地形、地质情况,对牛角坪大桥提出较为合理的桥式方案。研究方法：通过对不同桥式方案的静动力特性研究,结合投资分析,提出较为合理的桥式方案。研究结果：进行了主跨256m钢桁拱,主跨256m钢管混凝土拱,主跨（110＋192＋110）m预应力混凝土连续刚构,主跨（144＋192＋144）m下承式连续钢桁梁研究。研究结论：大跨铁路桥梁,采用轻型梁部结构的上承式拱桥方案,动力特性较易满足。高墩大跨铁路梁式桥,采用轻型的梁部结构,动力特性相对较好;采用混凝土梁部结构,经济上较省。     

罕遇地震作用下高速铁路减隔震简支梁桥合理计算模型的探讨

以往在分析减隔震桥梁的地震响应时,由于考虑到桥墩和基础应保持弹性工作状态,在基于强度的设计中偏于安全考虑桥墩一般采用毛截面刚度建立弹性梁单元模型。实际上,在罕遇地震作用下,桥墩墩底截面虽然未达到屈服状态,仍然会出现保护层混凝土开裂,并导致桥墩刚度降低。此时,应考虑对桥墩刚度进行适当修正以估计桥梁的各项地震响应参数,这也有利于实现减隔震桥梁基于位移的抗震设计。结合西部高速铁路中典型的简支梁桥结构形式,分别采用弹塑性纤维梁柱单元、弹性梁柱单元、考虑刚度修正的弹性梁柱单元模拟桥墩建立3种计算模型,探讨适用于罕遇地震作用下的高速铁路减隔震桥梁的合理计算模型。结果表明,当罕遇地震作用下桥墩位移延性超过0.5时,考虑刚度修正的弹性梁柱单元模拟桥墩的计算模型能够较好地估计桥梁各项地震响应参数。     

大跨度铁路桥梁刚度统一描述方法探讨

研究目的:本文在已建成的桥梁基础上,进一步开展了大跨度铁路桥梁刚度描述方法和预应力混凝土连续梁(刚构)桥刚度的限值研究,以提出一种大跨度铁路桥梁刚度问题的统一描述方法。研究结论:采用设计荷载下的梁端横向、竖向、扭转角及非梁端处横向、竖向、扭转角的变化率(即曲率)描述桥梁刚度,推导了大跨度铁路预应力混凝土连续梁(刚构)桥刚度设计参考限值。该方法不但能方便地描述简支梁的刚度问题,与现有规范相衔接,而且在描述规范所不能涵盖的大跨度桥梁、特殊桥梁结构刚度问题时也非常方便。研究方法和研究成果有利于提高桥梁刚度研究和设计水平,为发展更大跨度桥梁提供技术支撑。     

对既有线提速改造的思考

研究目的：本次研究的目的是使既有线提速设计更加完善，决策更加正确，减少设计与施工中不必要的失误。 研究方法：综合多条既有线提速改造勘测设计，配合施工中的经验、教训、体会，参考国外高速铁路的资料及国内试验成果，提出既有线提速改造中值得借鉴的成功经验和需要吸取的教训。 研究结论：（1）正线数目的选择及最小曲线半径的确定，直接牵涉到项目的投资大小和经济效益；（2）提速改造时，封闭客货运量较小的车站可节省运营成本；（3）对既有桥梁可通过动载试验确定是否予以加固利用；（4）根据国外高速铁路的线间距及胶济线列车交会试验表明：我国规范规定的线间距相对较为保守；（5）线路拨距时，对桥墩台采用绑宽技术，可避免既有桥拆除改建及过渡工程。     

制动力作用下铁路桥墩墩顶纵向水平刚度变化模型试验研究

研究目的:通过研究在制动力作用下墩顶刚度的提高程度,验证现行设计规范的合理性。研究结果:测试数据表明在制动力作用下墩身纵向刚度提高较小,提高幅度小于3%。对于常用墩台基础可不考虑制动力作用下墩顶刚度的提高影响,按现行铁路规范中的方法计算墩顶刚度能够满足当前工程需要。     

3～20 m桥整体横向移梁施工技术

研究目的:在第六次铁路提速施工中,调整线间距和缓和曲线长度引起多项桥梁改造项目。通过移梁可以 最大限度地发挥既有桥梁的使用功能,同时又能大大缩短提速改造施工的工期。 研究方法:本文详细介绍了在津浦线第六次提速改造施工中对3-20 m简支T梁的整体移梁施工技术,施 工中针对桥梁钢支座需埋设锚栓固定下摆的特点,根据现场实际情况,巧妙利用钢板固定既有钢桥支座,采用 竖向千斤顶和横向千斤顶相结合的普通施工方法,在不中断铁路交通运输,利用夜间列车运营“天窗点”的时 问,结合铁路线路拨道,安全正点地完成了大吨位桥梁的横向移设施工任务。 研究结果:使既有线满足了200 km／h运营速度的要求 研究结论:移梁后通过后期观察,梁体在铁路运营中结构稳定,质量可靠,收到了预期的效果,实践证明此 项移梁施工技术是成功的,是安全可行的。     

客运专线连续梁桥墩线刚度限值探讨

研究目的:近年来,连续梁已成为新建铁路及客运专线的常用梁型。新建铁路一次性铺设跨区间之缝线路已成为趋势,研究连续梁桥上无缝线路纵向力变化规律,探讨客运专线常见连续梁桥墩线刚度限值迫在眉睫。研究结果:提出客运专线常见连续梁桥墩线刚度限值,可指导桥梁和轨道的前期设计。     

A;;长大干线$桥梁工程

研究目的:在繁忙的铁路线上修建上跨立交桥,根据既要保证铁路的安全运营,又要考虑施工的顺利进行的特点,研究桥梁的设计中应该特别注意的问题,提出在适用不同线路条件下的桥梁结构形式,对日渐增多的跨线桥工程设计提供有益的借鉴。研究方法:结合上跨铁路立交桥的设计工点和设计经验,采用综合经济技术分析的研究方法。研究结果:从保证铁路安全运营的角度来综合考虑跨线桥的施工方法和结构设计,分别提出了适合于铁路区间和枢纽的常用桥跨方案。研究结论:位于铁路区间的桥跨结构采用预制架设法施工,适宜采用箱梁、T梁和空心板梁,位于铁路枢纽的桥跨结构采用转体、悬臂或顶推法施工,适宜采用斜拉桥、大跨刚构桥和钢混结合梁桥。     

高速铁路跨度132m再分式简支钢桁梁设计研究

西成高铁上跨西宝高铁及福银高速公路,与西宝高铁夹角仅14.2°,建桥条件复杂,经方案比选后采用1-132 m再分式简支钢桁梁。本桥是西成高铁重难点控制性桥梁工程,是国内首座高速铁路铺设无砟轨道的最大跨度简支钢桁梁桥。对本桥的关键技术问题进行研究,详细介绍本桥的主桁结构形式、杆件尺寸、联结系、桥面系、主桁计算模型及其计算注意事项、主桁及桥面系计算结果、动力分析结果、预拱度的设置、施工方案等。研究结果表明:再分式钢桁梁有效提高结构刚度;采用的正交异性板结构设计参数合理可靠;通过采取梁端设置过渡梁的措施,满足无砟轨道高速行车的要求;桥梁的强度、刚度、疲劳及动力性能等均满足高速铁路规范的要求。     

非对称超大跨度单线连续刚构设计与研究

研究目的:以新建铁路兰州至重庆线广元至重庆段的重点控制性工程朝阳嘉陵江右线大桥为例,对非对称超大跨度单线连续刚构的结构形式、结构受力情况、施工方法等进行具体分析和研究,为类似桥梁设计和施工提供参考。研究结论:(1)在桥墩设计时,采用纵向直坡,横向变坡的双壁墩,在保证结构有足够横向刚度的前提下可有效降低结构的纵向刚度,满足大跨连续结构的受力要求;(2)取消双薄壁中的横联,可使结构更轻盈美观;(3)在梁部设计时,优化纵向预应力的布置,取消腹板上弯束,依靠纵向预应力钢束和竖向预应力钢筋可克服主拉应力,避免大跨结构腹板的开裂。