客货共线铁路32m单线箱梁静载试验研究

沪通铁路为设计时速200 km的客货共线铁路,桥梁采用预制架设简支箱梁结构,其中部分单线梁为适应高架站线情况,在通桥(2014)2231-Ⅳ的基础上切除了悬出的单侧翼缘板,对结构设计进行了改进,为此开展了静载试验以验证此类单线箱梁的受力性能。试验内容包含静载弯曲抗裂试验、梁端和桥面板受力性能试验。试验结果表明:实测箱梁最大挠跨比为1/3953,梁体刚度满足设计要求;加载至1.2倍设计荷载时箱梁没有开裂,结构抗裂安全性满足设计要求;梁端静载试验加载至架梁最大支反力时,梁端端面没有产生裂缝;桥面板受力性能试验加载特种活载、运营荷载时,桥面板测试区域没有产生裂缝。箱梁满足沪通铁路时速200 km客货共线使用要求。     

铁路40 m梁裂缝缺陷对结构受力影响的试验研究

我国新建高速铁路桥梁中大量采用40 m预制混凝土简支箱梁。为研究裂缝对结构受力性能的影响,对1孔有裂缝的40 m简支梁进行静载试验。结果表明：在设计弯矩作用下,裂缝位置混凝土仍保持弹性工作状态。顶板裂缝并未对梁体受力性能造成不利影响,但会影响结构的耐久性,裂缝应进行封闭处理。简支梁由简支存梁状态转变为悬臂存梁状态后会引起梁体顶板混凝土开裂。预制箱梁施工阶段应注意观测存梁台座的沉降。     

沪通铁路时速200km客货共线通用32m双线箱梁静载试验研究

沪通铁路在国内首次采用时速200 km客货共线通用32 m双线箱梁,并在铁路预制简支箱梁中首次采用大吨位锚具,降低了箱梁的腹板厚度。但其关键技术需要进行现场试验验证,为此开展了箱梁的静载试验研究,试验内容包括静载弯曲抗裂试验和梁端受力性能试验。试验结果表明:箱梁实测静活载挠跨比为1/4 016,箱梁刚度满足设计要求;加载至1.2倍设计荷载时,箱梁没有开裂,结构抗裂安全性满足设计要求;梁端静载试验加载至最大支反力时,梁端没有产生裂缝,结构受力安全。试验结果表明箱梁设计合理,施工质量良好,满足时速200 km客货共线使用要求。     

铁路预制混凝土梁缺陷对结构受力性能的影响试验研究

我国铁路简支梁桥以等跨布置的32 m预应力混凝土梁结构为主。为研究混凝土缺陷对结构受力性能的影响，对一片有施工缺陷的32 m混凝土简支梁进行了静载试验，分析了桥梁跨中下缘混凝土不密实及裂缝对梁体受力性能的影响。结果表明：当混凝土梁跨中下缘不密实时，不密实区混凝土的弹性模量和抗拉强度均会降低，导致梁体的预应力度、竖向抗弯刚度和抗裂性能降低。当预制混凝土梁跨中下缘出现不密实情形时，应通过静载试验来检验其刚度和抗裂性能是否满足规范和设计要求，评定合格后方可架设。     

弯剪开裂后预应力混凝土梁承载能力试验研究

某预应力混凝土简支箱梁桥在L/4跨径处梁体腹板出现较多弯剪裂缝。本文基于荷载试验及理论分析的方法对该桥进行状态评估,对梁体腹板裂缝形态、数量及分布规律进行了统计分析;通过静载试验测试跨中正截面承载能力和斜截面开裂处钢筋应力,通过动载试验测试梁体腹板开裂后结构刚度,对开裂梁体的正截面及斜截面承载能力进行评估,并结合理论计算分析腹板斜截面裂缝产生的原因。研究表明:对于预应力混凝土简支箱梁桥,在结构的正截面承载能力及结构刚度尚能满足设计要求的情况下,不能排除斜截面承载能力不足,需要引起重视。     

混凝土空心板梁底板纵向裂缝对结构受力的影响分析

结合预应力混凝土简支空心板梁底板纵向开裂后桥梁静载试验的结果,采用空间实体有限元法和等代刚度法就纵向裂缝出现对梁体刚度的削弱进行了讨论,进而就其对主梁荷载横向分布的影响进行了分析.     

张拉螺纹钢对箱梁吊梁孔结构受力的影响

在起吊、移动箱梁的过程中,梁体吊梁孔周围普遍会产生开裂现象。吊梁孔横向间距的减小会对梁端受力分配产生不利影响。本文基于现有的简支箱梁竖向加固方法并结合一非标梁的实际工程情况,提出了一种张拉螺纹钢辅助吊梁方法。根据一新建高速铁路简支(箱形)非标梁采用张拉螺纹钢辅助吊梁方法前后的吊梁试验结果,通过对比实测应变与裂缝发展情况,证明该方法有利于减少吊梁过程中梁体开裂的可能性并降低混凝土应力水平。     

活性粉末混凝土简支箱梁模型试验研究

为了研究活性粉末混凝土在铁路箱梁中的结构性能和破坏状态,试验设计了1孔斜腹板薄壁活性粉末混凝土简支箱梁模型。该箱梁模型采用节段拼装制梁成孔,短线法预制,采用胶接缝。本试验完成了跨度24 m活性粉末混凝土简支箱梁的预制和拼装施工,研发了适应活性粉末混凝土箱形梁预制的钢模板系统,探索了合理的拆模、搅拌、浇筑、养护、预应力张拉工艺。通过活性粉末混凝土简支箱梁静载试验,对设计参数的选取和计算方法进行了验证。试验结果表明:梁体刚度和抗裂安全系数满足设计要求;跨中截面和1/4跨截面中性轴高度实测值均与设计值基本一致;胶接缝的抗拉弹性模量满足设计要求。     

腹板斜裂缝对重载铁路32 m跨度预应力混凝土T梁受力影响仿真分析

针对出现腹板斜裂缝的重载铁路32 m预应力混凝土简支T梁(图号:专桥2040),分别假定4种不同斜向开裂状态并建立实体有限元模型,对运营荷载作用下在距梁端4～8m的(斜裂缝纵向分布区域)腹板混凝土主拉应力、预应力钢束和箍筋应力,以及跨中挠度进行计算分析.结果表明:腹板斜裂缝对梁体受力影响显著,与完好梁体相比,预设斜裂缝...     

350 km/h高铁32 m简支箱梁提速至400 km/h适应性分析

研究目的:高速铁路列车速度是衡量国家铁路发展水平的重要指标之一,时速400 km是目前多个国家追求的目标或发展方向。中国国家铁路集团有限公司于2021年组织实施“CR450科技创新工程”。本文基于京沪高速铁路32 m简支箱梁在动车组420 km/h速度范围内的试验数据,从桥梁结构自振频率、竖向刚度、动车组作用下的动力响应方面分析其对动车组400 km/h运行的适应性。研究结论:(1)32 m简支箱梁梁体竖向自振频率实测值为6.68～7.03 Hz,大于相关文献按440 km/h仿真计算确定的基频限值5.1 Hz;(2)32 m简支箱梁梁体竖向刚度能够保证动车组400 km/h运行的安全性和乘坐舒适性;(3)32 m简支箱梁结构承载力满足动车组400 km/h的运营荷载要求;(4)32 m简支箱梁实测梁体竖向振动加速度最大值为0.27 m/s²,小于《高速铁路设计规范》规定的限值5.0 m/s²;(5)在动车组420 km/h速度范围内,正线轮轴横向力实测值一般小于20 kN,实测梁体跨中和桥墩墩顶横向振幅数值均较小,实测无砟轨道相邻梁端两侧的...     

更高速度条件下铁路简支箱梁关键参数研究

针对梁体基频、竖向刚度等参数,概述我国高速铁路桥梁参数的研究思路及成果、参数设计及运营现状,采用车桥竖向相互作用程序分析铁路简支箱梁动力响应规律。结果表明,梁体基频为设计参数的控制因素,梁体实测梁体基频高于设计值和规范限值,梁体刚度存在一定的储备;时速350 km的高速铁路简支箱梁可适应更高速度420 km/h的运营要求;420 km/h速度等级高速铁路简支箱梁关键参数可参考350 km/h速度等级相关参数;40 m跨度车桥动力响应明显降低,梁体基频等动力参数不再控制梁体设计,建议开展高速铁路更大跨度简支箱梁应用研究。     

900t大型预制箱梁早期张拉抗裂性能研究

运用数值方法和现场测试,研究900 t大型预制预应力混凝土双线简支箱梁在预、初张拉过程中的应力、变形状态及抗裂性能。采用通用有限元分析软件MIDAS/Civil,按弹性支撑计算模型,对预、初张拉阶段箱梁的应力和变形状态进行模拟计算,分析基础刚度、箱梁翼板有效宽度及混凝土弹性模量关键参数对计算结果的影响。在箱梁跨中截面内埋设钢弦式应变计,在梁顶面布置观测标,监测预、初张拉阶段的混凝土应变和梁体变形。研究结果表明,900 t大型预应力混凝土双线简支箱梁跨中截面在预、初张拉阶段未出现拉应力,初张拉后箱梁明显上拱。采用只受压弹性连接模拟箱梁与台座之间的接触关系进行箱梁受力状态分析,能够模拟出梁体在预应力束逐批张拉下梁体逐渐起拱以及梁体自重逐渐参与作用的实际情况,梁体上拱变形的计算结果与实测结果符合较好。     

广州地铁4号线整孔简支箱梁设计

广州地铁4号线大规模采用了整孔预制简支箱梁,从设计参数、跨度设计、截面形式、设计指标和梁体线形控制5个方面阐述了整孔简支箱梁结构设计的主要内容,介绍了紧急疏散平台、排水方式以及梁端进人孔等几个主要的构造设计。对于整孔梁在半径较小的曲线地段的线型布置以及梁缝处理等与传统铁路简支箱梁的不同之处给出了具体的解决方法。最后,简要阐述了整孔预制梁的架设工艺和运架工况下对梁的受力检算情况。     

竖向温度梯度对箱梁受力的影响

为验证客运专线时速250 km的32 m简支箱梁的使用性能,选择4孔梁进行现场预制和试验。在梁体预制过程中顶板底面中心产生了顺桥向裂缝,裂缝在白天、夜晚呈现明显张合趋势。为分析竖向温度梯度对裂缝的影响开展了试验及理论研究。研究结果表明:存梁期间日照引起的竖向正温度梯度是桥面板裂缝产生的主要原因;裂缝主要影响结构的使用耐久性,对受力影响较小。建议有砟箱梁设计时充分考虑轨道铺设前竖向温度梯度的影响。     

铁路新型32m简支T梁静载弯曲抗裂性能的试验研究

首次针对通桥(2005)2101—Ⅰ系列32 m铁路预应力混凝土简支T梁,进行了静载开裂试验和重裂试验,准确评估了该种梁型的抗弯力学性能。试验测试结果:梁体在开裂前处于弹性工作状态,跨中静活载挠度实测值为15.56 mm,接近设计值17.40 mm;跨中截面中性轴高度实测值为1.422 m,接近计算值1.436 m;梁体预应力度和抗裂安全系数实测值分别为1.039和1.256,接近计算值1.047和1.244。该种梁型的实测抗弯刚度和抗裂性能与设计水平相当,试验梁施工质量满足设计要求。     

时速250 km客运专线单箱双室简支箱梁设计关键技术

在介绍时速250 km客运专线(城际铁路)简支箱梁一般设计的基础上,重点针对该梁的三腹板受力、双支座设置、梁端局部应力、吊点处的结构构造等关键技术进行了分析,阐述了结构构造的合理性,可为同类梁型设计提供参考。     

BIM技术在高速铁路32m简支箱梁钢筋优化设计中的应用

我国高速铁路桥梁以32 m预应力混凝土简支梁桥为主，在32 m简支箱梁结构优化设计的基础上，为提高设计精度、优化钢筋布置、节省钢材用量、降低施工难度，将BIM技术应用到32 m简支箱梁的钢筋优化设计中。基于BIM技术在铁路工程领域的应用研究，采用Bentley平台软件对优化后的32 m简支箱梁进行BIM建模，主要结论如下：(1)实现了精细化简支箱梁BIM模型，外部结构包含参数化箱梁主体、梁体孔道、吊梁混凝土块等细部结构，内部结构包含全部梁体钢筋、预应力体系和多种预埋件等结构，以三维可视化的方式将各结构之间的空间位置关系表达清楚；(2)采用软件的冲突校核功能进行钢筋碰撞检查，重点针对梁端处、梁截面变化段及预应力管道周围的钢筋进行优化设计，共节省钢筋用量1 281.59 kg,约占整孔箱梁钢筋用量的2.5%;(3)对箱梁的内部结构进行BIM模型还原与钢筋深化设计，提前解决施工难题，现场指导钢筋大样的制作、梁体钢筋的试拼与绑扎，显著减少施工过程中的钢筋安装问题，可为铁路简支箱梁的BIM技术应用提供参考。     

不同刚度的32m简支箱梁动力性能试验分析

研究目的:为研究不同刚度的高速铁路32 m简支箱梁在动车组列车作用下的工作状态,本文对6个图号的简支箱梁(优化前后的250 km/h有砟轨道、250 km/h无砟轨道、350 km/h无砟轨道)的实测梁体竖向挠跨比、自振频率及动车组作用下的动力响应数据进行分析。研究结论:(1) 32 m箱梁自振频率和挠跨比实测值大于设计值,截面优化后的竖向刚度与优化前相比均有所降低;(2)在同一型号动车组作用下,箱梁振动数值大小与梁体刚度大小呈反比;(3)设计速度250 km/h无砟轨道箱梁横向和竖向振动实测值最大,350 km/h无砟轨道箱梁刚度大于250 km/h有砟轨道箱梁但竖向动力响应数值相当,无砟轨道箱梁振动数值大于有砟轨道;(4)同一图号的32 m简支箱梁,当动车组轴重增大、桥上线路不平顺时,桥梁竖向动力响应与线路平顺状态时相比明显增大,会发生超过通常值的现象;(5)本文研究可为桥梁车桥耦合仿真计算、设计优化、运营性能评估提供参考。     

简支梁桥上有轨电车嵌入式轨道纵向力分析

研究目的:因桥上无缝线路梁轨相互作用较为复杂,桥梁和轨道结构的受力与变形特性成为国内外学者的热点研究问题。为研究温度荷载、列车荷载和制动荷载作用下轨道结构的受力与变形规律及影响因素,根据嵌入式轨道的特点,本文通过建立嵌入式轨道桥上无缝线路有限元模型,计算伸缩力、挠曲力和制动力三种工况下轨道结构的受力与变形情况,并分析梁体温差、高分子材料纵向阻力和墩台纵向刚度对伸缩力的影响。研究结论:(1)嵌入式轨道的线路纵向阻力和垂向刚度均为线性变化,且轨板相对位移限值为6.2 mm;(2)轨道结构的受力和变形均随着梁体温差的增加而线性增加,允许梁体温差为38℃;随着线路纵向阻力的增加,钢轨纵向位移和伸缩力逐渐增大,而轨板相对位移则逐渐减小;桥梁墩台纵向刚度对轨道结构的受力和变形影响较小;(3)在挠曲力和制动力工况下,轨板相对位移和钢轨附加力均较小,故在设计时应重点关注伸缩力工况;(4)当梁体温差和轨温变化幅度为30℃时,钢轨强度和轨板相对位移均满足要求,因此在32 m简支梁上铺设有轨电车嵌入式轨道无缝线路是可行的;(5)本研究成果对桥上有轨电车嵌入式轨道设计具有参考价值。     

高速铁路32m优化简支箱梁静载试验研究

为验证高速铁路32 m优化简支箱梁的设计参数、评估结构受力性能,开展了优化箱梁足尺试验梁的静载弯曲试验、开裂试验、重裂试验、2.0级破坏性试验。结果表明:足尺试验梁1.2级荷载作用下的静活载挠度,跨中应力,开裂荷载等级,重裂荷载等级均满足设计要求;2.0级荷载作用下箱梁裂缝形态和发展趋势正常,未出现混凝凝土压溃或钢绞线断丝情况,卸载后梁体变形和跨中裂缝基本恢复。总体上优化箱梁静载受力性能满足设计要求。