基于SolidWorks Simulation的重叠盾构隧道穿行式全自动液压支护台车设计研究

为解决传统盾构重叠隧道施工中临时支护方案普遍存在的拆装不便、结构笨重、效率低下等问题,通过与既有支护方案的技术经济指标进行比较、分析,设计一种在无卸载支护条件下具备下部不间断穿行施工车辆功能的全自动新型液压支护台车,并利用有限元分析软件SolidWorks Simulation进行强度校核。新型液压支护台车较多地引入了电气控制和液压控制技术,在一定程度上实现了盾构隧道支护的机械化,降低了作业人员劳动强度。同时,通过对支护台车结构优化设计,有效解决了传统盾构重叠隧道支护方案中施工工序间的作业干扰问题,并减轻了台车质量,降低了施工成本。通过深圳市轨道交通7号线华新站-黄木岗站区间等工程实践表明,新型液压支护台车在保证既有隧道的结构安全、提高支护效率方面效果明显。     

曲线钢箱梁施工抗倾覆稳定性研究

为分析曲线钢箱梁桥施工过程中的抗倾覆稳定性,建立单箱梁和有临时加固设施的双箱梁数值模型,计算各支座的支撑反力。根据钢箱梁的不同受力特征,采用稳定系数法和支座反力法,计算曲线钢箱梁的抗倾覆稳定性系数。分析表明,对于结构整体倾覆分析而言,单箱梁和有临时加固设施的双箱梁的自重作用提供了结构的稳定力矩,使得在施工各工况下均不出现支座脱空的现象;单箱梁和有临时加固设施的曲线钢箱梁整体抗倾覆稳定性较好,各个阶段的抗倾覆系数均远大于规范的规定,桥梁结构不会发生侧向倾覆;双箱梁间设置临时加固设施,可以提高曲线钢箱梁的抗倾覆稳定性,在施工过程中,应加强双纵梁间的临时连接。     

白土山隧道台阶法施工数值模拟研究

结合白土山隧道洞口段台阶法（临时横撑）施工，采用有限元数值分析法，模拟了台阶法（临时横撑）在大断面隧道洞口段施工过程中围岩位移和支护结构受力特性，通过计算结果的分析，确定了该法的安全性和合理性，为该法的设计和实施提供依据。     

五峰山长江大桥铁路二期恒载铺设技术

连镇铁路五峰山长江大桥为主跨1 092 m的公铁两用悬索桥，该桥加劲梁一期恒载为501 kN/m,二期恒载为318.1 kN/m,其中二期恒载中的铁路道砟为189.4 kN/m。加劲梁采用不携带二期恒载整节段架设、合龙后铺设二期恒载的方法施工。由于二期恒载达到加劲梁恒载的38.8%,加劲梁合龙后，加劲梁线形未达到成桥线形，在铁路道砟集中摊铺过程中，面临着加劲梁桥面系局部应力分布不均的难题。针对该桥特点，通过分析，该桥有砟轨道采用分阶段对称隔断与连续摊铺相结合的方案施工，将4线铁路分4个阶段进行铺设，阶段1和阶段2采用对称隔断的方式进行底砟及预留线道砟摊铺，阶段3和阶段4采用单向连续的方式进行连镇线轨枕及面砟摊铺。该摊铺方案引起的主缆线形变化较为平缓，避免了施工过程中加劲梁桥面系局部应力集中的问题，采用所提出的方案施工后该桥线形及加劲梁内力控制均较好。     

钢箱梁大节段安装临时支架空间状态分析

针对青岛海湾大桥沧口航道斜拉桥钢箱梁大节段施工,其海上安装高度高、节段自重大及施工工期长等特点,对钢箱梁安装临时支架进行专项设计计算,对临时支架的构造细节和安装顺序进行了介绍;并采用MIDAS建立了其空间有限元模型,参照现行的桥梁设计规范,确定相关计算参数、工况和计算荷载,对支架整体结构的变形、应力和振动特性进行分析,并对十字梁的变形和局部应力等关键性问题进行了详细的阐述.计算结果表明,钢箱梁安装临时支架在各种工况下强度及变形满足要求,且具有较大的安全储备,可为今后同类型钢箱梁大节段安装临时支架的设计计算提供参考.     

地下工程支护-结构一体管幕预筑法技术及发展

地下工程支护-结构一体管幕预筑法,是一种全新的暗挖施工方法,其核心思想不同于传统地下工程暗挖法,即首先施作地铁车站永久结构,然后在永久结构保护下进行全断面土方开挖。支护-结构一体管幕预注法的施工关键技术包括大直径钢管长距离顶进施工技术、管幕空间切割焊接成形技术及狭小空间钢筋混凝土结构施工技术。通过实践证明,该技术将加固、支护、主体结构合为一体并一次建造成形,可大大减少开挖支护步序,降低临时支撑用量,有效控制地层变形,保证地下良好的作业环境。     

PC系杆拱桥施工阶段稳定性及临时横撑影响分析

为有效指导PC系杆拱桥的施工,对该类桥梁施工阶段的稳定性及临时横撑对结构稳定性的影响进行研究.以江苏省新建省道336公路桥为背景,采用MIDAS Civil建立桥梁空间有限元模型,对3个施工控制阶段结构的稳定性及临时横撑设置与否、设置位置及形式对暂态拱稳定性的影响进行分析.分析结果表明:该桥施工阶段具有较好的稳定安全系数;施工阶段的吊杆张拉对全桥的稳定性有负影响;对称设置临时横撑时,同类型横撑设置在1/4跨径处效果最为明显;在相同位置设置X形临时横撑对结构稳定性贡献最大;横撑的间距和形式选择还需综合考虑桥梁美学、经济性及施工方便.     

隧道二次衬砌拱部预制管片顶升机构设计与应用

为满足隧道二次衬砌拱部预制管片的安装要求，将预制管片安全便捷地转移至管片拼装小车，基于现场边界条件及施工方案，结合优化设计理念，设计一种专用顶升机构。对顶升机构的结构方案、升降油缸选型进行详细阐述，并分析验证顶升机构升降油缸的稳定性。借助力学方法分析确定顶升机构的最佳安装位置，同时采用有限元方法对边墙衬砌台车门架系统进行强度校核。目前，该顶升机构已在重庆铁路枢纽东环线胡家沟隧道工程得到施工应用，共计辅助完成11组预制管片的拼装作业。理论分析及现场应用表明： 1）该顶升机构设计合理，强度及稳定性满足现场施工要求； 2）顶升机构投入使用期间，未出现故障，保障了拱部预制管片拼装作业的顺利进行。     

鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥施工控制关键技术

新建京港高铁安九段鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥采用主跨672 m的双塔双索面钢箱混合梁交叉索斜拉桥,主跨及北辅助跨钢梁采用悬臂拼装架设,南辅助跨钢梁采用顶推施工,锚跨预应力混凝土梁采用支架现浇。该桥采用“多工序同步作业”,即双悬臂阶段塔柱与钢梁悬臂架设同步,单悬臂阶段桥面附属结构与钢梁架设同步,成桥后铺砟施工与调索同步。为了确保成桥内力及线形满足设计要求,采用3D Bridge有限元软件建立大桥计算模型,基于无应力状态法开展施工控制。针对钢梁自重在恒载中占比小、初期道砟容重低等特点,结合施工关键工序研究,采取钢梁无应力匹配制造、现场无应力安装、边跨与主跨主动合龙、斜拉索塔端锚杯加长设计、单节段内2对索异步张拉、交叉索分步安装、成桥后分2次调索等关键控制技术,实现了大桥精准、快速合龙,确保了“多工序同步作业”下的结构受力安全和线形控制。施工控制结果表明：考虑温度修正后实测线形与设计线形吻合,索力偏差小于10%,满足设计要求,成桥状态良好。     

基于EDEM的真实级配道砟离散元建模方法研究

选取四种典型道砟,采用三维扫描方法获取道砟模型,再运用EDEM软件采用簇颗粒方法手动创建道砟离散元模型,探究了满足铁道行业标准的级配道砟生成方法.通过验证动堆积角、静堆积角等参数,验证了整体模型与参数设定的合理性,使模型能较好地反映我国有砟道床的性能.得到的离散元模型经验证与实际工况基本符合,可以较真实地模拟有砟道床的...     

路基不均匀沉降对城市轨道交通轨面变形的影响研究

通过建立整体式轨道、路基三维有限元梁-体模型，考虑各结构层间的非线性接触关系，分析在自重作用下，不同波长、波深的路基沉降对整体式轨道钢轨变形和受力的影响。结果表明:整体式无砟轨道在自重作用下会发生跟随性沉降，沉降波深增大，钢轨沉降幅值和主应力增大，轨道与路基从贴合转为脱空；沉降波长增大，钢轨的沉降幅值增大，而钢轨的主应力先增大后减小，轨道与路基从脱空转为贴合；在余弦型路基沉降起、止点处钢轨出现轻微翘曲，其变形范围相对于路基有所扩散。     

列车荷载作用下路基结构动力响应分析

针对秦沈客运专线场地条件,采用有限元-无限元相结合的手段,建立列车荷载作用下路基结构动力反应的有限元数值模型,分析了列车荷载作用下,路基动力响应的分布规律,并探讨了列车速度对路基振动反应的影响规律。结果表明:路基土中竖向动应力幅值随深度增加而迅速衰减;随着列车速度的增加,路基顶面的动应力幅值呈增加趋势;列车荷载对轨道路基的影响主要体现在基床部位,因此对于高速铁路需要对其进行加强。所得结论,为铁路路基设计和加固提供了理论依据。     

长大坡度地段有砟轨道道床阻力分布及影响研究

针对在长大坡道地段有砟轨道道床阻力及线路稳定性问题,通过离散元法模拟了III型混凝土轨枕在无动荷载时不同坡度下有砟道床的阻力值,以道床阻力精确值为媒介导入有限元中,施加温度荷载对轨排结构稳定性进行分析。研究表明:受轨枕与道床间正压力减小及道床整体性减弱影响,随坡度不断增大,道床纵、横向阻力明显减小;道床阻力对轨枕横向位移影响明显,无缝线路轨排结构保持自身稳定性的能力减弱;且随着坡度增大,道床阻力和允许温升的降幅越来越快。     

地铁路基桩板结构施工对既有高速铁路路基的影响研究

针对城市轨道交通与既有高速铁路并行段桩板结构路基施工问题,运用有限元软件Plaxis 3D Tunnel建立三维有限元模型,分析计算了不同桩长、下卧层土体和间距下地铁桩板结构路基施工引起的既有高速铁路路基水平位移及沉降。结果表明:由地铁桩板结构路基施工引起的既有高速铁路路基变形较小,而桩板结构路基填土才是引起其位移的主要因素。     

路基上单元板式轨道底座板底脱空对轨道受力的影响分析

针对高速铁路路基上单元板式无砟轨道底座板底脱空病害,运用有限元法,建立了底座板脱空力学分析模型,计算分析了不同脱空长度对轨道结构和路基受力的影响,并考虑其对轨道结构使用寿命的影响。研究结果表明:底座板底脱空长度不应超过0.81 m。     

胶新铁路软弱土路基实测沉降与预测分析

基于胶新铁路路基沉降监测和预测研究,分析了试验段软弱土路基的实测沉降及其变化规律,并对各断面在通车前后的累积沉降进行对比,研究发现:在路堤自重作用下,路堤各部分土体均表现为沉降变形;线路上碴和铺轨阶段沉降较大;正式通车3个月后,路基在自重和列车动荷载作用下,沉降较大;选用不同的预测方法拟合同一工程的不同阶段,能得到更确切的沉降信息,使之服务于工程需要。     

Moving load on track with Asphalt trackbed

Asphalt trackbed is gaining great popularity, as it strengthens the track tremendously and protects the subgrade. In this paper, asphalt trackbed deflection under moving dynamic load is solved analytically. The rail is modelled as an Euler beam. Tie and ballast are modelled as a discrete supporting system. Asphalt trackbed is modelled as another Euler beam on Winkler foundation (subgrade soil). One of the most important features of this model is that it can evaluate the damage to the asphalt trackbed under different train speed and/or non-uniform support conditions such as broken or missing tie case. It has the potential of serving as the design tool for asphalt trackbed as well as a track modulus back calculation tool for track structure evaluation. The solving techniques utilised in this paper can also be easily transformed to solve the dynamic responses of a track system on bridge.     

降雨入渗作用下路基边坡的稳定性分析

为分析降雨入渗对路基边坡稳定性的影响,考虑渗流场与应力场间的耦合作用,依据强度折减方法,运用有限元软件分析了降雨、路基几何形状及路基土物理性能对边坡稳定性的影响。结果表明:降雨强度越大、降雨历时越长,路基变形位移越大,边坡稳定安全系数减小;长时小雨造成的路基沉降较大,边坡容易失稳;路基边坡越陡,路基变形位移较小,但边坡稳定性较低;路基土渗透系数越大,路基变形位移越大,边坡稳定性降低。     

保温护道对冻土路基地温特征的影响

根据青藏公路昆仑山段实际地温观测数据与工程地质特点，建立了路基温度场模拟计算的数学物理模型及其边界条件，运用有限元方法模拟保温护道对路基温度场的影响，并结合青藏公路保温护道段工程试验研究，通过对比分析研究了保温护道对路基地温特征的影响规律。结果表明：修筑保温护道在一定程度上恢复了青藏公路在以往修筑过程中就地取土所破坏的路基两侧冻土环境，对防止融化盘的扩大，减少与减缓路基病害的发生与发展起到了十分积极的作用；相对于未遭破坏的天然地袁而言，保温护道表面条件不利于冻土生存，冻土退化趋势有所加强。从路基热稳定性的角度，设置保温护道虽能有限度地缩小融化盘，其同时增大融化深度并提高年平均地温。人为上限、年平均地温及融化盘等路基温度场特征要素对设置保温护道反应不敏感，因此工程中不应将保温护道作为提高路基热稳定性的主要措施。     

寒区路基涵洞在冻胀变形作用下的受力特性研究

应用ANSYS有限元计算软件对寒区路基涵洞进行了模拟计算,采用不同的工况模拟寒区路基涵洞的冻胀影响,对涵洞-冻土整体数值分析模型进行了非线性有限元分析。对路基涵洞在不同冻胀率、有无垫层、不同垫层厚度下的位移及拉应力关系进行分析。揭示可能导致路基涵洞结构发生破坏的主要因素如冻胀率及冻胀深度等的设计限制值,给出了路基涵洞结构在不同冻胀变形下垫层厚度的安全限制值。