侧风作用下五峰山长江大桥列车行车安全控制

研究目的:随着我国高速铁路事业的快速发展,大跨度悬索桥越来越多地在铁路线路中被采用。为研究侧风作用下铁路悬索桥的行车安全,本文以五峰山长江大桥为工程实例,建立对应的桥梁有限元模型,利用风-车-桥耦合振动理论,通过仿真计算给出五峰山长江大桥在各风速下保证行车安全的车速阈值。研究结论:(1)在侧风作用下,单双线CRH2、CRH3以设计速度通过五峰山长江大桥,桥梁的横、竖向位移响应以及加速度响应均能满足要求,桥梁结构能够保证安全;(2)通过分析车辆响应结果,结合现有的安全性与舒适性评价指标,给出了各平均风速横风作用下车辆安全通过桥梁的车速阈值;(3)本研究成果可为同类型桥梁的设计以及行车安全控制提供参考。     

复理石隧道弃渣路用性评价及路基沉降分析

为解决黑山共和国南北高速公路复理石隧道弃渣的路用性问题,通过建立复理石隧道弃渣路用性评价体系,对黑山南北高速公路Smokovac-Matesevo段复理石隧道弃渣开展了路用性能评价。针对不能直接用作路基填土的复理石弃渣,总结分析了国内外高液性弃渣常用改良方法,在此基础上提出了复理石弃渣的改良方案。利用Flac3D软件研究分析了复理石弃渣填土路基典型剖面的沉降,给出了路基断面设计的合理建议。研究结果有效指导了工程施工,并可为类似工程提供借鉴与参考。     

钢—混凝土混合结构在梁桥中的应用

对两座典型梁式桥的钢-混凝土接头段的细部构造、受力性能和分析方法进行了介绍,利用有限元软件,对其建立空间有限元模型进行仿真分析,得出了其应力分布和大小.分析表明:梁式桥的剪力主要由腹板的剪力连接器承担,足够的预应力是保证接头段混凝土可靠性的根本保证.两梁式桥中钢-混凝土接头段的细部构造设计合理,在设计荷载下,各构件均有较大的安全储备,过渡段刚度变化连续,抗疲劳性能良好.     

钢-混组合索塔锚固结构的力学行为及结构优化

为了解斜拉桥钢-混组合索塔锚固结构的力学行为并对结构设计进行优化,以重庆嘉悦大桥为依托,通过足尺模型试验及非线性有限元分析的对比分析,对钢-混凝土组合索塔锚固结构的力学性能、荷载传递机理进行了研究;采用正交试验方法对索塔锚固区混凝土主拉应力进行参数敏感性分析,进而提出了结构优化设计参数. 研究结果表明:钢锚箱与混凝土塔壁的应力水平较低,应力分布均匀流畅;钢锚箱与混凝土塔壁的相对滑移值均很小,最大值仅0.029 mm;剪力键的抗剪刚度对混凝土端塔壁的主拉应力水平有较为显著的影响,当刚度增加5倍,混凝土端塔壁主拉应力减少了17.3%;该桥所采用的组合索塔锚固区结构参数是安全、经济的.      

局部应力差异对压杆弹性稳定的影响

为研究在不同形式荷载作用下局部应力差异对加载端自由压杆弹性稳定的影响,基于有限元理论探讨了在点加载及面加载情况下压杆的弹性稳定性能.以平面梁单元为例,通过对荷载作用端附近单元的几何刚度矩阵进行调整,模拟了加载形式对加载区局部应力的影响,并通过特征值求解,研究了其对压杆弹性稳定的影响.研究结果表明:加载形式的不同会显著影响加载端自由压杆的稳定临界载荷,但不会影响加载端受约束方向上的稳定临界载荷;长细比介于50~280范围内的一端固定、一端自由的受压圆柱,面加载情况下的弹性稳定临界载荷约为点加载情况下弹性稳定临界载荷的2.14倍.      

高铁桥梁全封闭声屏障降噪性能试验与数值研究

为探明铁路桥上全封闭声屏障的降噪性,选取铁路桥上不同车速的混凝土全封闭声屏障、金属全封闭声屏障和单侧直立式声屏障测试断面,开展声屏障内外声场的噪声测试,建立全封闭声屏障统计能量分析模型,结合实测结果验证数值模型的适用性,最后对比分析声屏障不同结构形式、隔声板材料和传声损失、车速对声屏障降噪量的影响,探讨声屏障数值模型中的传声损失、模态密度参数对外声场的影响。研究结果表明：在测试车速下,声屏障内部噪声显示出轮轨噪声频谱特性,空间分布符合线声源的衰减特性;采用所建立的全封闭声屏障统计能量分析模型来预测声屏障外部噪声的A声级与实测结果具有良好的一致性;与直立式声屏障相比,全封闭声屏障的插入损失高9 dB（A）以上,并随列车速度的增大而增大,全封闭声屏障对高频噪声成分的降噪效果更优;提高声屏障隔声板的传声损失导致外声场噪声的衰减量,略大于同幅度降低传声损失导致的噪声增加量;声屏障统计能量分析模型中隔声板的模态密度对声屏障降噪性能的影响比内声腔的模态密度敏感。     

列车荷载作用下矮塔斜拉桥索梁振动的相关性

为探讨不同列车速度下矮塔斜拉桥斜拉索振动与桥梁整体振动之间的相关性,基于列车-线路-桥梁耦合振动理论与动力学模型,以某主跨115 m+95 m的铁路矮塔斜拉桥为工程背景,考虑斜拉索与桥梁整体结构之间的相互作用,通过数值积分得到梁体、桥塔振动响应以及斜拉索局部振动响应.结果表明:列车荷载作用下索梁振动相关性问题实质上是一个能量传递过程,当拉索端点位移激励频率与其自振频率接近时,能量易于在索梁间传递;当列车以225~350 km/h的设计时速通过桥梁、列车荷载的激励频率与斜拉索自振频率接近时,斜拉索在外激励作用下会产生共振,但共振幅值不大(斜拉索局部振动幅值小于3 mm).      

高架车站站棚柱脚裂缝原因分析及处理

某地铁高架车站站棚柱脚为钢筋混凝土组合结构,在柱脚处多次出现横桥向裂缝,利用大型有限元程序对局部应力进行了分析,得出裂缝产生的原因并提出处理措施,为类似工程提供参考。     

莫-喀高速铁路简支箱梁竖向下限基频研究

为研究莫-喀高速铁路简支箱梁竖向下限基频,通过理论公式计算预应力混凝土简支箱梁的竖向基频,建立有限元模型,根据设计荷载效应大于等于实际运营车辆荷载效应的原则,确定梁体容许动力系数;基于移动荷载模型进行动力仿真分析,得到列车作用下简支箱梁的实际动力系数;提出了设计速度250、300、350 km/h和400 km/h简支箱梁竖向自振基频的下限值. 研究表明:梁体动力响应幅值均在其一阶竖弯频率出现波峰;通过调节桥梁的竖向自振基频,避开列车对桥梁的竖向激振频率可以有效降低振动波峰;建议设计速度250、300、350 km/h和400 km/h跨度33.1 m预应力混凝土简支箱梁竖向自振基频分别为3.02、3.63、4.08 Hz和4.68 Hz.      

预应力CFRP加固钢结构的裂纹扩展双参数驱动力模型

预应力CFRP是一种高效的加固损伤钢结构的新型方法,疲劳裂纹扩展驱动机制是评估疲劳寿命和CFRP加固效果的基础.为研究预应力CFRP板加固受损钢结构的裂纹扩展机理,从单调拉伸损伤和循环损伤耦合机制出发,考虑裂纹闭合效应,提出了一种新型双参数驱动力模型△K1-γeffKγmax.然后基于实测裂纹扩展数据,联合采用软件AN...