桥梁竖向荷载数据库的建立与应用

随着我国铁路运输事业的发展，铁路机车、车辆的种类日益增加，我们在工作中经常要对各种机车、车辆荷载，特别是长大货物车辆对桥梁的影响进行计算，因此有必要建立桥梁竖向荷载数据库以便于使用。     

重型车辆撞击下跨线桥损伤评定及抢修加固技术研究

某跨线桥受重型车辆撞击,主梁局部损坏。文中给出了检测方法并对桥梁进行了安全评估,分析了碰撞荷载形式及结构破损性质：荷载为冲切力,结构混凝土呈现局部冲切破坏。采用快硬性、早强混凝土进行抢修,并在破损处一定范围内粘贴碳纤维布加固,加固后桥梁使用性能良好。     

车桥系统共振机理和共振条件分析

通过理论推导和分析实例研究列车以一定速度通过桥梁时，车桥系统的共振机理和发生共振的条件。根据发生机理的不同，车桥系统可能发生几种不同形式的共振，包括由车辆重量、离心力、横向平均风荷载等形成移动荷载列的周期性动力作用引起的桥梁共振，由移动荷载列加载速率引起的桥梁共振，由轨道不平顺、车轮扁疤、轮对蛇行等周期性加载引起的桥梁共振；由桥跨的规则性排列及其挠度的影响，对移动车辆形成周期性动力作用使车辆出现的共振。车桥系统的共振条件与桥梁跨度、长度及竖向和横向刚度，列车编组、车辆轴距参数及车辆的自振频率等因素有关。     

基于实测和CA模型的大跨桥梁车辆荷载模拟

车辆荷载对于大跨公铁两用桥梁和大跨公路桥梁的使用性与安全性均有显著的影响。与中小跨桥梁相比,大跨桥梁交通容量可观,车辆在过桥中加减速和车道变化的概率较大,车辆荷载在桥梁的分布状态极为复杂。目前的交通荷载实测系统对车辆过桥全过程中的位置及速度变化不能提供详细的信息,为此,建立融合实测交通信息和元胞自动机（CA）模型的大跨桥梁车辆荷载模型,考虑不同区域车型构成特征,交通规则、车道设置和驾驶行为。依据河北一处重载路段的交通实测数据,分析不同交通服务水平下一座大跨斜拉桥静力荷载随时间和空间的分布特征,并通过与规范设计荷载值进行比较对荷载效应进行评价。     

桥上CRTS Ⅱ型底座板疲劳时变可靠性研究

主要研究桥上CRTS Ⅱ型底座板在列车荷载、温度荷载、桥梁变形共同作用下的疲劳时变可靠性。为探讨列车荷载、温度梯度、桥梁变形的作用效应，依据CRTS Ⅱ型底座板混凝土、钢筋的疲劳性能，建立列车荷载、温度荷载、桥梁变形共同作用下的CRTS Ⅱ型底座板混凝土弯压和钢筋弯拉时的疲劳时变极限状态函数，分析混凝土疲劳强度、温度梯度、混凝土疲劳弹性模量、桥梁变形曲率、模型不确定系数、列车荷载产生弯矩的统计特征，采用PHI2方法开展底座板疲劳时变可靠性分析，并与传统时点可靠度方法的分析结果做对比，探讨底座板疲劳时变可靠指标对列车荷载、温度梯度、桥梁变形曲率的敏感性。研究结果表明：在底座板服役期内，底座板轨下截面处的混凝土弯压和钢筋弯拉的疲劳时变可靠指标均满足规范要求；传统时点可靠度方法求得的可靠指标偏大，给CRTS Ⅱ型轨道结构营运带来安全隐患；桥梁变形曲率的变化对疲劳可靠指标的影响最大，列车荷载的影响相对较小，温度梯度对可靠指标几乎无影响；荷载参数的均值大于变异系数对可靠指标的影响。研究成果可辅助确定CRTS Ⅱ型底座板养护维修的时间和方式，为高速铁路结构的运维提供理论参考。     

公路桥梁动力放大系数合理值及影响因素研究

移动车辆作用下桥梁荷载效应和动力放大系数同时取最大值的概率很低,重量较轻的单个车辆荷载行驶过桥时即使产生较大的动力放大系数也不具参考性。准确获取反映桥梁结构实际状态的动力特征参数,可指导优化桥梁设计阶段动荷载系数选取,同时还可为桥梁运维阶段策略实施提供数据支撑。提出桥梁动力放大系数合理值(Reasonable Dynamic Amplification Factor,RDAF)的概念并定义其计算方法。通过获取与设计荷载相当的多车辆荷载任意行车工况下桥梁动、静力响应,将一系列多车辆荷载作用下最大动力响应和静力响应之比定义为桥梁RDAF。以简支梁桥为例,从准静态响应趋势、动力响应项、不平顺附加项等角度推导移动车辆荷载作用下桥梁动力响应近似解析解。结合数值算例,计算分析既有桥梁的RDAF,并从荷载等级、行车速度和桥面平顺性等方面进行影响因素研究。研究结果表明：桥梁RDAF主要受桥面平顺性、桥梁限行速度等因素影响;平顺性较好情况下的桥梁RDAF与设计规范规定的动力放大系数值基本一致;平顺性变差时则需通过限速或限载至合理范围来保证动态荷载效应在允许范围内。研究表明桥梁RDAF是桥梁状态的固有特征...     

移动车辆荷载下的桥梁动态响应分析

针对移动车辆荷载作用下的桥梁强迫振动的问题,借助ANSYS有限元软件,编制APDL命令流对混凝土箱梁进行计算。在模态分析得到桥梁固有频率的基础上,将移动车辆荷载简化为简谐作用力输入,对比分析了车辆速度和车辆振动频率对桥梁振动的影响。     

简支板桥在车辆荷载谱作用下的动力学分析

由自编程序VLS(Vehicle Load Spectrum)构造随机车辆荷载谱,利用有限元程序将密集运行状态下的随机车辆荷载谱加载于钢筋混凝土简支空心板桥上,模拟桥梁在车辆荷载通过时的动力响应,分析了桥梁不同位置在车辆荷载作用下的反应,得出了位移时间历程曲线和加速度时间历程曲线。分析表明车辆荷载作用下桥梁整体振型复杂,最大位移不完全发生在跨中节点处,危险点存在于跨中一段范围内,且不同板块振动情况差别较大,中间板块由于边缘板块的约束作用而振动较弱。     

中低速磁浮车辆-轨道-桥梁垂向耦合振动仿真分析

以长沙中低速磁浮列车和25 m跨径简支梁为对象,建立包含完整悬浮控制系统和细致轨道结构的磁浮车辆-轨道-桥梁垂向耦合振动模型,编制数值仿真程序,计算车辆以80 km/h速度通过不平顺线路时车轨桥耦合动力学响应,利用已有文献测试结果初步验证仿真模型。结果表明,车体的垂向振动很小,悬浮间隙波动量不超过0. 6 mm,最大动态悬浮力占额定悬浮力的24%,中低速磁浮车辆运行平稳,电磁铁动荷载系数低。桥梁跨中垂向挠度为2. 66 mm,小于磁浮简支梁挠跨比设计限值;跨中轨缝处F轨最大垂向位移为3. 04 mm,其中包含轨排自身弹性变形产生的0. 4 mm垂向位移,约占F轨总位移的13%。梁端和跨中处伸缩接头很好地限制F轨端部变形,但F轨端部垂向加速度幅值超过2g,约为中部的4倍,这对F轨伸缩缝连接副提出较高要求。     

风荷载作用下大跨度桥梁的动力响应及行车安全性分析

根据桥梁结构动力学、车辆动力学、轮轨相互作用以及结构风振的基本原理，研究风、列车、桥梁构成的动力相互作用系统的振动机理。结合实桥的动力研究，建立风荷载作用下的列车和大跨度桥梁系统动力相互作用分析模型，研究桥梁在脉动风荷载和列车荷载同时作用下的振动特性，以及桥上列车受风荷载作用下运行的安全性和平稳性，从而得出风速、车速、桥型等多种因素对风-车-桥动力系统振动特性等影响的研究结论。主要研究内容如下。     

在役桥梁动应变长期监测数据的极值估计

车辆荷载效应是桥梁安全评估及可靠性研究的关键因素,基于长期应变监测数据的应变极值估计很有意义。以往估计车辆荷载效应模型的观测样本相对较少,常用的统计模型对于样本高分位点的估计也不够准确。采用太平湖大桥120d的动应变监测数据,选取车辆荷载作用下应变峰值为研究样本,确定所需最小采样时长。采用广义的Pareto分布作为样本超阈值概率模型,滤过的泊松过程作为样本超阈值随机过程的概率模型,结合极值统计理论,估计桥梁剩余服役期内车辆荷载引起的应变极值,给出桥梁不同承载能力情况下主梁的可靠指标及失效概率。结果表明:广义的Pareto分布模型可较好地拟合出桥梁动应变的右尾分布,能够比较准确地得出车辆荷载作用下应变极值的概率分布。     

城际快速轨道交通桥梁设计荷载图式标准研究

根据珠江三角洲区域城际快速轨道交通网所属的广珠城际快速轨道交通运输模式及设计确定的运营车辆荷载特点,综合比较分析国内外轨道交通及中、高速铁路活载图式对广珠城际轨道交通桥梁静、动效应的影响,结合运营车辆荷载和铁路网的发展需要,提出符合本线的城际快速轨道交通桥梁设计荷载图式标准的研究意见。     

铁路车辆与桥梁相互作用计算机模拟方法的效验

对桥梁在通过车辆作用下发生动态变化情况的研究，早在19世纪就已开始。在最初的计算图中，桥梁作为无惰性梁，而车辆是用一个集中力或不变速度运动的分布荷载进行模拟的。对更复杂模型的计算，不引人数字方法是不行的。     

基于移动荷载过桥的轨道交通桥梁振动研究

应用振型分解法,对移动荷载通过轨道交通桥梁时的动力响应进行理论分析,得出轨道交通车辆过桥时共振和振动相消的公式。当桥梁第一阶竖向自振频率等于车辆速度与车辆长度之比时,会发生共振。为避免桥梁共振,设计时应满足第一阶竖向自振频率大于车辆最大速度与车辆长度的比值。当桥梁第一阶竖向自振频率等于车辆速度与两倍桥梁跨长之比的奇数倍时,轴重在桥上引起的自由振动和轴重离开桥梁后桥梁的自由振动相互抵消,桥梁振动最小。     

变速移动荷载作用下简支梁的动力响应分析

以变速移动荷载模拟车辆变速过桥,建立车轮加弹簧—阻尼器—簧上质量和均布质量2种变速移动荷载下欧拉梁的动力分析模型,并推导其运动控制方程。运用数值分析,研究简支梁在不同上桥初速度和加速度的匀变速移动荷载作用下的动力响应。结果表明:荷载以不同的加速度变速过桥时,桥梁的跨中挠度时程和动力放大系数曲线与匀速过桥时相似;变速移动荷载对桥梁动力响应的影响与荷载上桥初速度、加速度以及桥梁跨度等因素有关;移动车辆荷载使梁发生极大动力响应的上桥初速度出现在若干速度点上,是不连续的;跨中挠度不随移动荷载加速度的变化单调变化;简支梁跨度越大,变速移动荷载对跨中挠度的影响越大。     

BS5400与中国公路设计规范中的荷载及荷载组合

研究目的：本文重点介绍英国规范BS5400的第二部分有关荷载及荷载组合的规定，为采用国产软件进行BS规范桥梁设计荷载转换提供荷载数据。并为国内施工设计人员更好地了解BS5400规范，开拓更为广阔的国际市场提供帮助。研究方法：通过介绍和比较BS5400与中国公路桥涵设计规范JTGD60—2004的荷载及荷载组合，找出不同之处和相同点，加深对BS5400规范中荷载及荷载组合规定的认识。研究结论：BS5400规范中的HA荷载与中国公路规范中的车道荷载相似，HB荷载与车辆荷载相似；BS规范中HA和HB荷载能进行组合，而中国公路规范车道荷载和车辆荷载的作用不能重叠；从荷载的总的作用大小来看，BS规范要偏于安全，中国规范要偏于经济。     

基于健康监测的钢桁梁桥结构承载力可靠性评估

桥梁结构健康监测系统能有效监测桥梁结构上的各种作用及结构效应,可为准确评估桥梁结构状态提供信息。以一座钢桁梁桥健康监测数据为基础,研究基于健康监测的钢桥构件承载力可靠性评估方法,分析应变信号的特点,并根据一段时间内的健康监测数据对桥梁结构进行承载力可靠性分析,建立基于随机车辆荷载模型的桥梁承载力可靠性评估方法,探讨温度效应对结构承载力可靠指标的影响。结果表明:由移动车辆振动引起的钢桥构件应变很小,移动车辆荷载产生的静力响应对构件承载力可靠指标起控制作用;随机车辆荷载模型能较好地模拟实际列车通行情况,结合有限元方法,能快速对钢桥构件承载力进行可靠性评估;考虑温度效应后构件承载力可靠指标有所减小,且温差越大,变化越明显。     

基于广义Pareto分布的桥梁车致荷载效应极值估计

研究目的:为准确估计桥梁的车致荷载效应极值和解决GPD模型阈值选择困难的问题,本文充分考虑过桥车辆的随机性特征,基于广义Pareto分布的极值预测理论,提出K-S检验自动选择阈值的方法和桥梁车致荷载效应极值估计的方法.同时,以一座简支T梁桥为工程应用算例,对随机车流荷载作用的桥梁车致荷载效应极值进行估计.研究结论:(1...     

货车车轮踏面不平顺快速修复探讨

大量不平顺车轮的车辆在线运行，对桥梁，线路、货物和货车本身造成数倍于正常行驶的损坏，本文讨论了货车车轮踏面不平顺快速修复技术、装备、工艺管理的可行性。     

公路桥梁伸缩装置设计选型

桥梁伸缩装置是桥梁结构中重要的组成部分，本文以某7-20m简支空心板梁桥台处伸缩缝的计算及选型为例，详细阐述了伸缩缝的计算方法以及影响伸缩量的各种因素．