高速铁路下承式钢桁结合梁桥在偏载作用下的受力特性分析

以京沪高速铁路64 m简支下承式钢桁结合梁桥为对象,采用作者曾经提出的空间板梁单元和常规板壳单元、空间梁单元和空间桁单元离散结构,对其在偏载荷载作用下的受力特性进行空间有限元分析,计算主桁、混凝土板和纵、横梁的应力和位移。结果表明:该桥在偏载荷载作用下符合强度刚度要求。     

下承式铁路钢桁结合桥的桥式结构比较

下承式钢桁结合桥刚度大,建筑高度低,行车噪声小,舒适度高,拟在我国客运专线、高速铁路建设和既有线路提速改造中应用。目前我国大陆还没有一座下承式钢桁结合桥。世界上已有一些成功应用的经验,但相关资料较少。本文介绍了日本北陆新干线、法国高速铁路地中海线以及我国台湾正在修建的高速铁路上几座有代表性的下承式钢桁结合桥和笔者等正在进行的下承式钢桁结合桥试验模型资料;将这些桥式结构按其与主桁和桥面系的结合方式分为三类;对桥式结构、受力特点、横向刚度、建筑高度等进行分析研究和比较;提出了下承式钢桁结合桥需要进一步深入研究的一些问题。这些工作将有助于下承式钢桁结合桥在我国的应用。     

既有线路提速改造中下承式钢桁结合桥的应用研究

我国既有线路上运营的许多48m以上的钢桁桥多为明桥面桥,提速后其刚度均达不到运营的要求,而且噪音大,给沿线造成污染,需要在桥的技术和结构等方面进行改造。在研究中,以64m双线铁路钢桁梁桥为例,将其换成小节间4纵梁半结合下承式钢桁桥,采用空间有限单元法对其强度、刚度和动力特性作了全面系统的分析,其结果均满足要求。研究结果表明：将原钢桁桥换成下承式钢桁结合桥,可基本不改变桥头线路高程和桥梁下部结构,该方法既快捷又经济,对既有线的旧桥改造提供了重要的技术依据。     

双线铁路整体节点下承式钢桁结合梁设计研究

结合跨径为96m的双线铁路下承式钢桁结合梁设计实例,对简支钢桁梁与连续钢桁梁进行了分析比较,介绍了连续钢桁梁的优缺点。对两种钢桁梁桥分别进行了空间受力分析,按照规范对各构件分别进行了强度、稳定性以及疲劳检算等其它方面的相关检算,并计算分析了两种结构的动力特性。     

考虑钢-混凝土滑移效应的下承式钢桁结合梁受力特性研究

对下承式64 m双线钢桁结合梁,考虑钢梁与混凝土板之间的滑移,采用空间梁、板壳单元建立有限元计算模型,钢梁与混凝土板间的连接根据剪力钉刚度,采用弹性连接模拟,通过二期恒载、混凝土桥面板收缩徐变工况的计算分析,研究下承式钢桁结合梁受力特性。计算结果表明,下承式钢桁结合梁中由于混凝土板与主桁下弦杆共同作用承受纵向拉力,钢梁与混凝土板之间的滑移对桥梁结构内力影响较大,设计计算时不适合采用钢梁与混凝土板刚接或换算截面法,建议根据剪力钉刚度钢梁与混凝土板之间采用弹性连接模拟,不同荷载工况可按结构受力对剪力钉刚度进行适当调整。     

高速铁路三主桁道砟整体桥面板桁组合桥受力特性及计算理论研究

在整体桥面结构中,下弦杆(系梁)和桥面系受力状态较复杂.桥面荷载在三主桁(拱)间的横向分配较二主桁(拱)复杂.结合在建中的京沪高速铁路南京大胜关长江大桥,进行三主桁道砟整体桥面板桁组合桥受力特性、计算理论和计算方法的研究,主要研究内容和成果如下.     

高速铁路下承式结合梁系杆拱桥桥面结合方式

针对高速铁路下承式结合梁系杆拱桥,通过有限元分析,对纵横梁桥面系和密布横梁桥面系2种结合方式、混凝土桥面板不同的分块方式等问题进行研究。结果表明:纵横梁桥面体系在纵横梁交点处存在应力突变,其横梁应力较密布横梁高。对于密布横梁方案,随着混凝土断缝数量的增多,系梁挠度增幅不大,系梁和拱肋内力变化不大,但横梁应力有所降低,混凝土桥面板的整体应力大致呈降低趋势;在施工上,密布横梁体系比纵横梁体系简单方便。对于128 m跨度双线下承式钢系杆拱桥的桥面结合方式,建议采用密布横梁体系,桁距16 m,混凝土桥面板设置断缝,按5节间(25 m 27 m 24 m 27 m 25 m)布置。     

下承式钢桁结合梁桥计算分析

针对下承式钢桁结合梁桥,通过有限元分析,对全结合桥面系和部分结合桥面系两种结合方式进行探讨研究,了解结合梁桥的受力特点。     

双线下承式钢桁结合梁桥面系构造研究

通过对64m双线下承式钢桁结合梁2种不同的桥面系结合方式的理论计算,提出了下承式钢桁结合梁的合理桥面系构造形式。     

下承式钢桁结合梁在双线对称荷载作用下的近似解

下承式钢桁结合梁桥是适合高速铁路的桥梁结构形式之一,由于受力复杂,难以直接确定其在荷载作用下的精确解析解.本文根据下承式钢桁结合梁的变形特征,将其进行连续化处理, 等效为闭口薄壁组合箱形梁.然后用势能驻值原理导出下承式钢桁结合梁考虑桥面系钢纵梁-混凝土板相对滑移、横梁竖向变形的影响和混凝土板剪滞效应的控制微分方程.根据结构在双线对称荷载作用下的受力特点,假设等效闭口薄壁组合箱形梁的位移函数,求出下承式钢桁结合梁的近似解.利用本文方法对一个4节间简支下承式钢桁结合梁试验模型进行结构的位移和应力计算.通过将本文解与试验结果对比,说明本文公式的正确性.     

96 m钢-混组合桁架梁设计

新建安九铁路跨越武九客专受桥下净空限制,需采用大跨度、低高度桥式结构;同时结合后期维修养护及无砟轨道技术需求,桥面板宜采用混凝土结构,综合考虑本桥采用1-96 m钢-混组合桁架梁跨越武九客专。而96 m钢-混组合桁架梁结构为目前国内同类型桥梁结构最大跨径,并且首次应用于时速350 km无砟轨道。本文结合工程背景详细阐述96 m钢-混组合桁架梁整体设计思路,并对其结构尺寸、受力分析和施工方法进行深入探讨。本工程在安九铁路的成功应用为同类型结构在高速铁路上的推广应用积累了宝贵的设计和施工经验。     

梁桁组合结构在客运专线桥梁中的应用分析

为掌握梁桁组合这一新型桥梁结构的关键技术,以大西线晋陕黄河特大桥2×108 m单T刚构加劲钢桁组合结构为工程背景,通过论述梁桁组合结构在本桥中应用的合理性及加劲钢桁的必要性,并对梁桁组合结构的主梁梁高、加劲钢桁、节点设计、节点安装等设计难点逐一进行分析研究,最终得出梁桁组合结构的特点及应用范围。     

在役铁路钢桁梁预应力加固研究

铁路提速、轴重提高,在不中断交通的情况下,快速提高现有铁路桥梁的承载能力是目前亟待解决的问题。为推进预应力技术加固钢桁梁,以某在役铁路钢桁梁为依托工程,提出几种预应力加固方案,建立有限元模型,对比分析不同方案加固大跨度钢桁梁的效果。研究表明:单跨加固可以有效提高钢桁梁的承载能力但不能有效提高其刚度,而简支变连续加固对提高其承载能力和刚度效果均比较明显,在具备条件的情况下,是可优先选择的科学加固方案。     

高速铁路正交异性板钢桁梁整体计算模式及方法研究

随着我国高速铁路的快速发展,正交异性板钢桁梁桥得到了广泛的应用,国内外的学者也对正交异性板钢桥作过一些试验和计算分析研究,但是没有形成一套可供系统应用的计算模式及方法。结合实际工程经验,总结正交异性板钢桥面系类型及其适用范围,分析正交异性板三体系受力机理,归纳整理了4种正交异性板计算方法并分析各自优缺点,给出桥面系杆件上翼缘板有效宽度计算公式、桥面系纵向参与系数计算方法,以及在平面模型中下弦杆弯矩的计算方法。通过对正交异性整体钢桥面结构形式、受力特性和整体设计计算方法等进行较为系统的分析研究,总结出一套完善的正交异性板钢桁梁设计方法,并成功应用于多座钢桥的设计中,该方法可为类似桥梁的设计提供理论参考。     

高速铁路钢桁加劲混凝土连续刚构桥梁长期行为预测研究

以一座在建高速铁路钢桁加劲连续刚构桥为对象,研究混凝土收缩徐变对其变形及内力的影响规律,探讨钢桁对连续刚构桥梁变形的影响机理,并研究环境湿度、加载龄期等因素对桥梁变形的影响程度。结果表明:收缩徐变效应引起桥梁的变形及内力均随时间增长而增加,钢桁使桥梁整体刚度大幅提高;安装钢桁可有效减小各阶段桥梁弯矩和变形,但钢桁对桥墩的水平变形抑制作用较小,建议采用合龙口顶推方式进行反向顶推以减小桥墩水平变形;环境湿度和加载龄期对钢桁加劲连续刚构桥梁的影响表现为挠度随加载龄期及相对湿度的增加而减小。     

高速铁路斜拉桥钢-混组合箱梁受力及变形性能试验研究

为研究设计速度350 km/h高速铁路斜拉桥钢-混组合箱梁的受力特性与桥面变形性能,采用Ansys软件建立赣江特大桥3个梁段的有限元模型,分析其应力分布特性;以应力等效的原则优化设计出相似比为1:3的全截面静载试验模型并开展受力传力及桥面变形特性研究.结果表明:钢-混组合箱梁在轴力及弯矩最不利荷载组合工况下,混凝土桥面...     

高速铁路四线大跨钢桁斜拉桥主桁研究

目前四线铁路钢桁梁多采用三主桁型式,采用双主桁的四线铁路桥跨度多在200 m左右。当四线铁路钢桁梁采用双主桁时能适应最小线间距要求,减小主桁横向总宽度,并降低主桥和引桥的工程规模及邻近隧站工程量,因此研究双主桁大跨度钢桁斜拉桥在工程上具有重要意义。结合某高速铁路四线大跨钢桁斜拉桥主桁横断面布置及桁梁主要构造尺寸,从结构受力、技术经济指标、不同桁宽所引起的引桥规模等方面研究三片桁与两片桁的主要差别,合理推断出四线高速铁路钢桁梁最小桁宽。同时从主桁腹杆承受较大面外弯矩及用钢量等方面比较四线主桁腹杆采用三角桁与N形桁的区别。最终确定主桁梁采用桁宽24.3 m的双主桁、腹杆为三角形桁式的钢桁架。研究结果表明:四线双主桁钢桁斜拉桥应用到500 m左右大跨度桥中在技术和经济上是可行的。     

高速铁路接触网精确测量技术标准的研究

高速铁路精密工程测量技术是高速铁路成功建设的关键技术之一.针对国内高速铁路接触网施工测量精度的重要性,详细闸述了国内高速铁路接触网线索部分,基础部分主要施工测量方法和偏差要求的允许值,并对高速铁路接触网的参数精调提出相应要求.