跨座式单轨交通桥梁结构体系研究

为合理选择跨座式单轨交通桥梁结构体系,以适应城市复杂的建设条件及跨越需求,对PC轨道梁、双层复合结构、钢轨道梁3种类型轨道梁的适用性进行分析,并从设计、施工和成本等方面对铰支体系和刚构体系2种结构体系进行比选。结果显示,跨座式单轨交通桥梁轨道梁施工应采用工厂预制、现场拼装的施工工艺;对非小曲线的小跨径标准梁桥应根据工期需要选择铰支体系或刚构体系混凝土轨道梁;对于小曲线段及中、大跨径节点桥宜采用刚构体系钢轨道梁桥,当大跨径桥梁附加应力过大、结构受力不合理时,宜采用铰支体系钢轨道梁桥。     

悬挂式单轨交通系统墩-梁整体分析

悬挂式单轨交通系统是一种新型轻量化城市轨道交通形式,为了解该系统中桥墩-轨道梁的整体性能,以30m跨度的悬挂式单轨Y形桥墩-轨道梁体系为对象进行研究。采用MIDAS Civil有限元软件建立该体系整体受力模型,对比分析12.5,14.5,16.5,18.5m4种墩高情况下,该结构体系在不同荷载组合下的静、动力效应及疲劳特性。结果表明:横向风荷载和车辆摇摆力的影响随着墩高的增大急剧增加,横向风荷载是控制墩高设计的主要影响因素;静、活载偏心加载组合下,桥墩最大应力发生在桥墩底部,墩底的疲劳应力幅随墩高增大而增大,其中弯曲应力幅远远大于轴压应力幅;30m轨道梁的竖弯刚度相对较大,侧弯和纵向刚度相对较小,基频相应的振型为纵飘。     

跨座式单轨轨道梁梯度温度效应研究

参照国内外7种规范对温度梯度的规定,以跨座式单轨常用的日立车型对应的轨道梁为基础进行计算和分析比较,结果显示,不同规范计算出的温度效应差异较大,最大的与活载相当,设计中应特别重视。在设计跨座式单轨轨道梁这种无铺装的结构时,除了采用跨座式单轨规范计算外,还应多选择几种符合实际情况的温度梯度曲线进行验算,以确保结构受力安全。     

跨座式单轨交通关键技术特性

本文总结了跨座式单轨的关键技术,包括混凝土轨道梁、单轨道岔、单轨车辆技术(重点为转向架、复合制动),简述了电气系统;分析了跨座式单轨在结构、编组和性能上的特点;归纳出了跨座式单轨的关键技术参数表若干;探讨了跨座式单车辆制动新技术,为了解与推广跨座式单轨交通提供参考。     

结构参数变化对斜靠式拱桥动力特性的影响

以广东省潮州市韩江北桥主跨钢管混凝土斜靠式拱桥初步设计方案为对象,采用ANSYS有限元程序,并考虑边跨对主跨的弹性约束作用,建立了该中承式钢管混凝土斜靠式拱桥动力计算的整体空间有限元计算模型;探讨了14种不同工况条件对桥梁动力特性的影响.计算结果表明:该钢管混凝土斜靠式拱桥为柔性结构,桥梁的竖向刚度相对较强,而钢管混凝土拱肋的面外刚度相对较弱;Ⅴ撑外端约束及系杆梁抗弯刚度的变化对该桥动力特性影响较小;稳定拱拱脚横向外移以及增加吊杆虽能增大该桥拱肋的横向面外刚度,但对全桥竖向及扭转刚度贡献不大;桥梁施工状态对该桥振型影响较大.     

跨座式轻轨钢轨道梁静动力分析

以重庆跨座式单轨交通线路上一钢轨道梁为研究对象,建立空间离散模型,进行静力和动力分析。结果表明,该轨道梁在各个荷载工况下应力水平较低,远远小于屈服强度,轨道梁整体刚度大,具有较好的动力性能,结构设计合理、安全,为此类桥梁的设计提供理论依据和技术参考。     

大跨窄梁悬索桥结构体系对静动力刚度的影响研究

大跨度窄梁悬索桥,结构轻柔、整体刚度低,抗风问题突出。结构静动力刚度是大跨度桥梁抗风的基础参数。该文以一座大跨窄梁悬索桥为工程背景,基于空间缆索分段悬链线理论和桥梁三维有限元模型,多工况系统对比分析加劲梁刚度、主缆垂跨比、主缆间距和吊点宽度等参数对静动力刚度的影响。研究发现：加劲梁刚度对大桥的整体刚度贡献较大,与结构的静动力刚度呈正相关,尤其对结构的竖向和扭转静动力刚度影响明显;主缆垂跨比对大桥扭转静动力刚度影响较大;主缆间距和吊点宽度对大桥的静动力特性影响有限。     

跨座式单轨交通车桥振动研究综述

为了掌握跨座式单轨交通核心技术并进一步向全国推广,有必要对单轨车桥耦合振动进行深入研究。本文有针对性地以重庆地区跨座式单轨交通为例,在国内外相关的研究基础上,重点讨论了车辆、桥梁及轨道不平顺因素对跨座式单轨交通车桥耦合振动性能和车辆乘坐舒适性的影响的研究过程,旨在为单轨交通车桥振动研究提供一定参考。     

超宽简支钢箱梁动力特性及简化分析方法研究

随着超宽梁桥的逐渐增多,宽幅桥梁与普通的窄桥相比,在荷载横向分布、稳定分析以及横向连接等方面都有明显区别。现以一座单跨单箱多室钢箱简支梁桥为研究对象,分别建立空间梁单元模型、等效板单元模型、梁格体系模型和实体单元模型,并对四种模型进行了动力特性结果比较,探讨了超宽简支钢箱梁桥不同计算模型动力特性的差异。结果表明,梁格体系模型的竖弯频率误差最小,而所有模型的扭转频率误差都较大。对于宽度不同的梁桥,运用等效板单元模型进行参数化分析,并对桥梁的竖弯频率和扭转频率的计算,提出简化模拟公式。归纳出的结论对同类桥梁的动力特性计算具有一定的参考价值。     

非对称悬挂式轨道梁结构优化分析

为优化非对称悬挂式轨道梁的结构构造以满足运营刚度和强度等要求,参考国内外已建成的类似悬挂式单轨交通系统,初步设计了悬挂式单轨轨道梁结构,采用设计软件Midas/Civil和Abaqus建立有限元模型,分别进行整体分析和局部受力分析。调整截面尺寸、跨径和板厚等参数,分析非对称悬挂式轨道梁的变形和应力分布。研究表明:轨道梁结构跨径取30 m比较合适,当截面尺寸一定的情况下,增加钢板厚度能有效地提高轨道梁的刚度与强度,但当钢板厚度增加到一定值后,轨道梁刚度提高的速率明显减缓,此时加大截面尺寸比增加板厚对结构强度与刚度的提升效果更好,更能减少用钢量,经优化最终提出了一种新型悬挂式单轨轨道梁结构。     

跨座式单轨作为中等规模城市轨道交通模式的适应性分析

为能给中等规模城市选择一种经济适用环保高效的轨道交通系统制式,通过分析我国的城市结构特征、轨道交通发展政策和现状,进而说明我国中等规模城市对轨道交通的需求具有中低运量系统需求大、对投资建设及运营经济性、环保性和运营效率安全要求高等特征,通过分析轮轨轻轨制式钢轮钢轨(高架B型车、C型车)、(跨座式)单轨、直线电机、胶轮导轨和中低速磁浮等系统对需求特征的适应性,并进行综合技术经济指标对比,指出跨座式单轨应成为轻轨(中运量)系统的主导模式,最后对如何促进跨座式单轨的发展提出了合理建议。     

跨座式单轨交通PC轨道梁预制技术研究及应用

跨座式单轨PC轨道梁为"梁轨合一"结构,线路的平、竖曲线、横向超高以及预拱均在一次浇筑的梁体上实现,其线形及精度直接决定着列车行驶的舒适性.芜湖市单轨项目在国内无成熟经验可借鉴的情况下创新施工方案,设置直曲线梁专用生产线、研发智能三维可调节模板、研究线形动态控制方法,得以成功制造出高标准的轨道梁,并总结出成熟的工艺及方法,具有推广价值.     

公轨两用钢桁桥轨道横梁与整体节点连接头的疲劳荷载

为评定公轨两用钢桁桥下层轨道横梁与焊接整体节点连接头在交通荷载作用下的疲劳损伤累积，对该细节在桥梁设计寿命内车辆荷载所产生的疲劳荷栽谱的计算方法进行了研究。在对桥梁的车辆荷载进行分析的基础上，参照各国相关规范，建立了代表桥梁设计寿命内真实运营状况的疲劳荷载模型，并通过全桥三雏有限元分析模拟计算该连接细节所承受的荷载历程。依据疲劳损伤累积理论，确定了公轨两用钢桁桥轨道横梁与整体节点连接头验证性疲劳试验的试验荷栽。结果表明：该连接细节的疲劳损伤荷载基本不受上层汽车的影响，主要取决于轻轨，可以通过直接将轻轨计算结果乘以一定的提高系数得出。     

基于预应力锚栓技术的悬挂式单轨钢柱脚设计

随着中国城市化进程的深化,全国轨道交通建设形势如火如荼.悬挂式单轨交通桥墩采用预制拼装钢立柱,施工速度快,占地少,可有效减少轨道交通建设对现状交通的影响.现以宁波杭州湾新区城市全域旅游配套基础设施工程为背景,对钢立柱柱脚常见构造形式进行回顾和比较,提出了一种基于预应力锚栓的节点连接形式.该节点连接形式施工方便,整体性好,节点刚度大,抗疲劳性能优越.     

Simulation of vertical dynamic vehicle–track interaction using a two-dimensional slab track model

The vertical dynamic interaction between a railway vehicle and a slab track is simulated in the time domain using an extended state-space vector approach in combination with a complex-valued modal superposition technique for the linear, time-invariant and two-dimensional track model. Wheel–rail contact forces, bending moments in the concrete panel and load distributions on the supporting foundation are evaluated. Two generic slab track models including one or two layers of concrete slabs are presented. The upper layer containing the discrete slab panels is described by decoupled beams of finite length, while the lower layer is a continuous beam. Both the rail and concrete layers are modelled using Rayleigh–Timoshenko beam theory. Rail receptances for the two slab track models are compared with the receptance of a traditional ballasted track. The described procedure is demonstrated by two application examples involving: (i) the periodic response due to the rail seat passing frequency as influenced by the vehicle speed and a foundation stiffness gradient and (ii) the transient response due to a local rail irregularity (dipped welded joint).     

轨道交通钢混结合连续梁设计及关键技术研究

钢混组合结构因能充分发挥混凝土和钢结构的材料性能优势而被越来越广泛应用。施工过程中大节段钢梁吊装，对路口的交通影响较小等优点使得钢混结合梁在城市建设中占据重要地位。在轨道交通桥梁中，混凝土桥面板能很好的与轨道结构相适应。结合长沙市轨道交通1号线北延一期工程高架区间跨开顺路口的（40+60+40）m钢混结合连续梁，分析钢混结合连续梁的结构受力特性。研究了采用不同措施如桥面板分段浇筑、正弯矩区压重、支点顶升落架、支点双结合、使用抗拔不抗剪连接件等对改善负弯矩区桥面板受力的优劣势。研究结果表明，钢混结合连续梁在城市轨道交通中的应用良好；采用支点顶升落架、支点双结合两个措施对改善桥面板受力效果最优。     

Effect of curved track support failure on vehicle derailment

In order to investigate the effect of curved track support failure on railway vehicle derailment, a coupled vehicle–track dynamic model is put forward. In the model, the vehicle and the structure under rails are, respectively, modelled as a multi-body system, and the rail is modelled with a Timoshenko beam rested on the discrete sleepers. The lateral, vertical, and torsional deformations of the beam are taken into account. The model also considers the effect of the discrete support by sleepers on the coupling dynamics of the vehicle and track. The sleepers are assumed to move backward at a constant speed to simulate the vehicle running along the track at the same speed. In the calculation of the coupled vehicle and track dynamics, the normal forces of the wheels/rails are calculated using the Hertzian contact theory and their creep forces are determined with the nonlinear creep theory by Shen et al [Z.Y. Shen, J.K. Hedrick, and J.A. Elkins, A comparison of alternative creep-force models for rail vehicle dynamic analysis, Proceedings of the 8th IAVSD Symposium, Cambridge, MA, 1984, pp. 591–605]. The motion equations of the vehicle/track are solved by means of an explicit integration method. The failure of the components of the curved track is simulated by changing the track stiffness and damping along the track. The cases where zero to six supports of the curved rails fail are considered. The transient derailment coefficients are calculated. They are, respectively, the ratio of the wheel/rail lateral force to the vertical force and the wheel load reduction. The contact points of the wheels/rails are in detail analysed and used to evaluate the risk of the vehicle derailment. Also, the present work investigates the effect of friction coefficient, axle load and vehicle speed on the derailments under the condition of track failure. The numerical results obtained indicate that the failure of track supports has a great influence on the whole vehicle running safety.     

Moving load on track with Asphalt trackbed

Asphalt trackbed is gaining great popularity, as it strengthens the track tremendously and protects the subgrade. In this paper, asphalt trackbed deflection under moving dynamic load is solved analytically. The rail is modelled as an Euler beam. Tie and ballast are modelled as a discrete supporting system. Asphalt trackbed is modelled as another Euler beam on Winkler foundation (subgrade soil). One of the most important features of this model is that it can evaluate the damage to the asphalt trackbed under different train speed and/or non-uniform support conditions such as broken or missing tie case. It has the potential of serving as the design tool for asphalt trackbed as well as a track modulus back calculation tool for track structure evaluation. The solving techniques utilised in this paper can also be easily transformed to solve the dynamic responses of a track system on bridge.     

梯子形枕在城市轻轨钢桥曲线地段的应用

根据城市轻轨钢桥上二期恒载不能太大的特点,文中选取梯子形枕的无砟轨道结构进行应用研究。对梯子形枕作了简要介绍并就梯子形轨道的结构、材质、尺寸、曲线地段几何线形实现方案及L形支座施工方案进行了初步设计。