铁路桥梁工程应用高强钢筋经济性分析

铁路桥梁工程常用的HRB335级钢筋已淘汰使用。由于铁路行业设计标准中缺少HRB400、HRB500高强钢筋相关设计参数,给高强钢筋在铁路工程中的推广应用带来困难。以高强钢筋试验提出的钢筋疲劳强度公式为基础,对客货共线和重载铁路简支T梁、高速铁路简支箱梁以及桥梁下部结构采用高强钢筋后的经济性进行对比分析,研究表明,桥梁采用高强钢筋后经济性更好,尤其是高烈度地震区经济性显著提高。     

基于卡尔曼-高斯联合滤波的车辆位置跟踪

车辆位置的精确、可靠获取,一直是阻碍智能驾驶技术的难题.特别当车辆处于复杂道路环境中时,车辆卫星定位信号易受较大干扰,使车辆定位产生漂移现象.针对车辆定位的这种漂移现象,研究了针对车辆位置跟踪的卡尔曼-高斯联合滤波方法.对于车辆卫星定位受到的干扰不同,采用分层处理的滤波方法;针对卡尔曼滤波不能较好地滤除一些干扰较大的位置漂移点,通过设置与车速、航向角等相关的动态阈值,对卫星定位的车辆位置进行动态阈值判断;通过动态阈值识别出的车辆位置漂移数据,结合高斯过程回归,以车辆的历史数据作为学习样本,使用预测值和真实观测值构建补偿量,通过对卡尔曼观测方程加入动态观测补偿实现车辆位置优化;对于一般噪声产生的卫星定位波动,联合滤波也可以有效优化.实车实验表明,该方法可以有效识别出车辆定位的漂移点,车辆卫星定位在信号受较大干扰的情况下,车辆卫星定位的精度可以提高30%左右,最大误差由9 m降低到0.8 m左右.该联合滤波方法在使用低成本定位装置的情况下,有效提高车辆卫星定位的精度及可靠性.      

我国高速铁路桥梁设计技术及探索

为促进我国高速铁路桥梁的建设发展,在回顾该类桥梁的发展历程和成就的基础上,对该类桥梁的设计技术进行总结和探索。分析常用跨度简支箱梁的动力性能和后期变形控制、大跨度混凝土梁式桥及组合结构的设计参数和极限跨度、大跨度上承式拱桥的结构形式和施工方法等关键技术;研究大跨度斜拉桥主梁的竖向刚度、横向平面曲线半径、梁体扭曲、梁体扭转等主要参数取值;开展铁路悬索桥应用的探索,提出大跨度缆索支承桥梁的运行速度、合理刚度等亟待解决的问题。从设计理论、材料、结构形式、装备和施工工艺等方面提出我国高速铁路桥梁的发展方向。     

金沙江向家坝升船机实船试航研究

为检验向家坝升船机通航条件,协调部、省、市三级航运主管部门,明确实船试航工作流程及组织实施模式,对“船-机-水”相互适应性进行了枯水期、丰水期实船试航试验。结果表明,升船机及助导航设备设施性能良好,船舶安检调度及航路航法科学合理。泄洪工况下,下游引航道及口门区通航水流条件较差,对通航影响较大,研究应用“无人机+自动跟踪浮子”及“三维立体视觉”水流条件观测新方法,提出电站出流8 500 m³/s,泄洪不超2 200 m³/s双控通航流量标准,试航成果为后续升船机试通航运行及通航验收提供数据支撑。     

低真空环境下水泥砂浆干缩性能及机理研究

为掌握低真空环境对水泥基材料变形的影响规律,确保服役于类似环境下水泥基材料的性能稳定性,通过水泥砂浆干燥收缩试验,研究低真空干燥条件下掺不同矿物掺合料和外加剂水泥砂浆的干缩变形和水分散失的经时变化规律。结合热重分析、氮气吸附测试方法,分析低真空环境对不同组成试件水化与微结构的影响及其机理。试验结果表明,相对于标准干燥试验条件,低真空环境显著增加了水泥砂浆的干缩变形和失水率,并导致收缩随处理时间的延长而缓慢增加。粉煤灰和减缩剂有利于降低低真空环境下砂浆的干缩变形,而掺硅灰、高吸水树脂则会增加此条件下试件的干缩变形。结合水泥净浆样品水化进程和微观结构分析结果可知,低真空环境对28 d龄期各试件水化程度造成不利影响,水泥水化产物减少,证实低真空环境导致了试件严重的水分蒸发。此外,在低真空条件下,与基准组相比,粉煤灰在砂浆中可继续发挥火山灰效应,促进水泥水化,掺入高吸水树脂的试件也表现出较高的水化程度。此外,在低真空暴露后,凝胶孔体积分数减少,而中孔体积(10～50 nm)及小于50 nm孔径增加,且各试件累积总孔体积显著增加。显著的水分散失和干缩变形是影响水泥基材料长期耐久性能及微结构变化的...     

铁路钢筋混凝土异型刚构桥加宽加固设计

为满足既有异型刚构桥抬高纵断面并外移股道的功能需求,在桥上设置纵向分段空心道砟槽板,采用植筋方式与既有桥面连接,以满足抬道后轨道稳定要求,减小二期恒载。采用板单元模型计算内力,检算既有结构配筋,超限处采用粘贴钢板加固。检算支座反力,对超限支座进行更换。对于新建股道超出既有桥范围处,拆除部分悬臂,新建加宽桥梁。经计算,采取的设计及工程措施满足站线道岔跨越桥梁断缝的要求。     

京张高铁标准梁BIM技术应用研究

为了能使BIM技术更好地融入铁路桥梁行业,从正向设计的角度出发,对京张高铁标准预应力混凝土简支箱梁的设计流程进行研究,并通过C#语言的二次开发实现了以下功能:(1)开发了一套针对简支箱梁的数据结构,能快速生成或修改预应力标准箱梁的精细化BIM模型;(2)基于BIM模型与数据结构,可自动生成有限元计算模型,也可将计算结果反馈到BIM模型中,跳过了设计人员自行建模计算的过程;(3)根据最终的BIM模型与计算结果,可直接以标准格式输出设计图纸、工程数量等,大幅度提高了绘图效率,减少了人工误差。该研究成果可为BIM技术在铁路桥梁中的正向设计、BIM技术与标准化设计的结合、BIM技术对工程设计的优化起到指导作用。     

城际铁路双线圆端形实体桥墩设计研究

介绍某城际铁路双线圆端型桥墩设计,综合同类结构的应用情况,对该桥墩适用条件及有关注意事项进行总结。介绍了顶帽尺寸确定的要求,荷载取值、墩身受力计算的方法,提出了减小刚度限值的思路,对横向折角的计算办法进行了探讨。通过减小刚度限值、支座悬出墩颈等措施,实现了墩身尺寸的优化,并对顶帽受力计算提出了建议。     

铁路防治危岩落石桥梁-棚洞一体化结构设计研究

危岩落石灾害是世界范围内高山峡谷地区一种常见的地质灾害类型，具有分布范围广、破坏力强、发生突然等特点，对其危害范围内的构筑物和人类活动构成了严重威胁。当受种种条件限制，考虑空间、地形和投资等因素，桥梁-棚洞一体化结构在提高山区铁路危岩落石防治技术综合水平、保障铁路运营安全方面优势明显。基于RocFall等软件，探讨了危岩落石的冲击计算参数、冲击能量、影响范围、桥梁-棚洞一体化结构的防护能级与防护范围等，提出适用于高速铁路常用跨度32 m简支箱梁的钢筋混凝土刚架式桥梁-棚洞一体化结构设计方案。结果表明：钢筋混凝土刚架式桥梁-棚洞一体化结构在500 kJ的防护能级及以下是可行的；主力(单线活载)+落石冲击荷载为最不利荷载组合，也是结构设计的荷载控制组合，此时结构响应和各项指标满足规范要求。     

混凝土空心柱服役期芯表最大温差研究

研究目的:混凝土构件的芯表最大温差是确定最大温度梯度的关键参数，混凝土构件芯表最大温差受太阳辐射以及气温的影响。太阳辐射强度等数据难以直接测得，但太阳辐射以及气温影响导致的构件周边环境温度可以方便地监测。本文对位于北京的某一混凝土空心柱各壁板温度进行长期监测并统计分析监测数据，提出以构件周边环境温度最大值、环境温度变化幅值及环境温度升温速率计算混凝土空心柱芯表最大温差的预测模型，并对预测模型的准确性进行F检验和T检验。研究结论:(1)混凝土空心柱各测点温度呈现以24 h为周期的周期性变化规律，靠近外表面的测点温度变化受构件周边环境温度影响明显；(2)不同季节条件下，混凝土空心柱南壁板芯表最大温差及表面开裂风险均大于其余壁板，东侧、西侧及南侧壁板芯表最大温差起伏明显，北侧壁板芯表最大温差起伏较小；(3)一天内，南壁板芯表温差变化与构件周边环境温度变化规律相似且达到峰值的时间相近，芯表温差变化速率与构件周边环境温度升温速率相近；(4)一天内，混凝土空心柱芯表最大温差与构件周边环境温度最大值、环境温度变化幅值、环境温度升温速率的相关性均较大；(5)构建的芯表最大温差预测模型能够较为准确地计算...