既有线列车荷载下大悬臂转体桥动力响应研究

研究目的:随着我国“交通强国”战略的进一步推进,交通建设中交叉线路越来越多,转体桥梁的施工形式使用越来越频繁。转体桥梁广泛应用于跨越已有铁路的工程建设中,但目前对于转体桥梁在既有铁路列车荷载下的结构振动空间响应规律和传递机制的研究相对较少。本文以石嘴山特大桥(637号墩、638号墩)为依托,利用振动加速度传感器测试在仅球铰接触且大悬臂状态下,转体桥受普速列车荷载下结构响应数据,对转体桥梁结构的动态加速度响应、动态位移响应及加速度时程信号的振动希尔伯特能量谱进行分析。研究结论:(1)在既有线普速列车荷载下转体桥梁下承台要先于上承台达到竖向加速度峰值点,且其峰值大于上承台;(2)结构加速度幅值在转体桥梁梁体向梁端的传递过程中出现放大现象,且加速度时程曲线会出现“往复式”波动,表明振动波与固有频率发生共振,加速度响应峰值分布曲线在空间上呈“V”形对称分布;(3)桥梁梁端产生的动态竖向位移响应相对较大,梁体各测点的竖向位移响应峰值呈现“W”形对称分布;(4)转体球铰对振动波的中、高频段具有明显的滤波减振作用;(5)振动波在梁端出现了较为明显的驻波效应,且中、高频段的振动波衰减较快,低频段的振动...     

转体施工工艺在宿淮上跨京沪铁路中的应用

转体施工技术对跨越的铁路、公路等交通运营干扰较少,近年来越来越多地应用于上跨桥梁施工中。结合新建宿淮铁路上跨京沪铁路T构粱转体施工,对转体施工工艺进行研究,介绍了转体工艺流程,阐述了转动系统、设备安装、转体实施的关键技术和特殊情况的处理方法,为今后同类转体桥梁施工提供一些可借鉴的经验。     

曲线大吨位连续梁转体控制技术

铁路转体桥作为一种铁路跨越既有线路的结构形式,具有施工过程中对既有线安全影响较小的优点,被越来越多应用到铁路设计中。曲线大吨位连续梁因转体重心偏移,存在诸多施工难点。本文以青荣城际铁路即墨上行联络线跨济青高速公路特大桥为例,对墩顶受力偏心处理技术、转体结构施工技术、转体施工技术进行了阐述,以期对类似桥梁施工提供借鉴。     

跨线转体桥施工抗倾覆技术研究现状及展望

在我国交通强国战略背景下,伴随公共交通建设力度的进一步提升,交叉线路变得越来越频繁。在跨越既有铁路开展桥梁工程建设时,为不影响铁路线路的正常运营,大多选用桥梁转体施工方案。为保障转体桥梁施工的安全,亟需系统梳理和总结桥梁转体施工抗倾覆难点及现有抗倾覆关键技术。通过调研国内外平转型转体桥工程实例及对相关文献进行分析与研究,分别从桥梁结构不平衡因素、转体结构所受外荷载影响及转体桥梁的施工工艺三方面进行研究,分析现有跨线转体桥梁施工技术抗倾覆难点,结合当前最新研究成果及较为先进的施工工法,总结专家学者提出的桥梁转体施工抗倾覆关键技术。最后对桥梁转体施工抗倾覆新技术进行展望,提出基于北斗技术下桥梁转体姿态实时动态监测技术与基于机器学习算法下,对转体桥梁的动态位移及结构损伤快速且精确识别的构思,为平转型桥梁转体施工抗倾覆研究的进一步发展提供了一定的研究思路,对平转型桥梁转体工程建设抗倾覆具有一定参考与借鉴意义。     

青南大道跨遂成铁路桥梁转体施工工艺

随着我国新建高铁及既有铁路提速的不断发展，大量跨越铁路的桥梁建设也日益增多。为不影响铁路线运营，采用转体施工是跨线桥的最佳选择。本文以青南大道跨遂成铁路立交桥为例，介绍了桥梁转体施工工艺和施工控制要点，可为今后转体施工提供参考。     

无锡地铁1号线连续梁转体施工设计

连续梁转体施工在城市轨道交通中比较少见，无锡地铁1号线跨越沪宁高速公路，采用50m＋80m＋50m连续梁转体施工方案，较好地解决了桥梁施工对沪宁高速公路的影响。文章重点介绍连续梁转体施工的设计和施工工艺。     

滑道不平顺对大跨度桥梁转体动力性能影响研究

滑道是转体桥梁的关键部件,滑道不平顺将直接影响转体过程中桥梁的安全与稳定。为研究滑道不平顺对大跨度转体桥梁的动力性能影响规律及其合理取值问题,基于某大跨度跨线桥梁转体施工现场实时监测并结合数值模拟分析方法,开展不同程度条件下滑道不平顺对转体桥梁关键部位受力、变形、振动等动力响应影响研究。研究结果表明：实测转体桥梁滑道不平顺差异性较大,其数值介于0～15 mm之间,滑道不平顺的存在会导致转体桥梁单侧发生较小程度的倾斜;转体过程中,滑道不平顺差异变化速率与转体箱梁梁端振动响应成正比关系,其变化速率越大,梁端振动越剧烈,且环形滑道不平顺的数值差异也引起转体桥梁端振动响应不一致;0,5,10,15,20 mm和22 mm六种滑道不平顺条件下,转体桥梁主梁线形、撑脚应力、梁端竖向加速度和梁端动挠度整体表现为随着滑道不平顺数值增加而逐渐增大的趋势;滑道不平顺数值超过15 mm后,撑脚应力和桥梁振动响应明显增大,桥梁安全与稳定性降低,建议将转体桥梁滑道不平顺安全控制值确定为≤15 mm,以供类似转体桥梁结构参考使用。     

跨既有铁路连续梁转体施工关键技术研究

随着经济的发展及桥梁施工水平的提高,连续梁转体施工在跨越既有铁路桥梁中的应用越来越普遍。如何降低和减小施工对既有线路的行车安全及设备运行造成的影响,是转体施工的核心。本文以新建郑万铁路(河南段)北汝河特大桥跨孟平铁路转体梁施工为背景,就转体的球铰设计与安装、正式转体前的试转、转体就位及精调、中跨合龙等关键技术进行了介绍和分析,特别针对中跨合龙段在面对空间受限、天窗点时间紧张等多种不利因素限制下施工技术进行研究和思考,对转体施工进一步完善具有里程碑式的意义,为以后同类桥梁的施工和设计提供借鉴。     

铁路客运专线(48+80+48)mV型墩连续刚构跨高速公路转体施工技术

给合新建铁路郑西客运专线跨越既有高速公路的(48+80+48)mV型墩连续刚构桥梁施工实例,介绍了V型墩连续刚构桥式作为跨线桥的转体施工方案。总结了转体方案、转体装置、牵引系统等施工技术及注意问题,阐述转盘结构制安、连续千斤顶使用方法,保险支墩设置等内容,论证转盘摩擦面直径的选定对局部应力、平转扭距、转体稳定性等问题的影响。     

大跨多线高速铁路钢桁拱桥车——桥振动安全预警研究

基于南京大胜关长江大桥健康监测系统,对高速列车行车工况下大跨多线铁路桥梁的振动响应进行在线识别。根据大跨多线铁路桥振动加速度幅值会在1个或多个车速点存在明显峰值的特征,提出基于小波包分解法和区间估计理论的车—桥振动安全预警方法。依据不同行车工况下桥梁振动加速度响应幅值、高速列车车速的相关性,采用小波包分解法提取反映桥梁结构振动加速度幅值随车速变化的桥梁加速度幅值在列车车速坐标上的中值线;采用区间估计理论,得到反映桥梁运营过程中桥上列车载客量和轨道不平顺状况等随机因素对车—桥振动影响的桥梁加速度幅值围绕中值线的波动区间;最终基于加速度幅值—车速中值线和加速度幅值波动区间,实现运营中大跨多线高速铁路钢桁拱桥车—桥振动性能的安全预警。     

扣件刚度对轨道及饱和地基振动响应的影响

研究目的:修建于我国沿海软土地区的铁路受地基特性的影响在列车高速运行时会产生较大振动,控制列车运行引起的轨道系统及地基振动响应能够有效提高列车的平稳性、舒适性,并减少对周边环境的影响。本文采用轨道系统-饱和地基耦合模型研究饱和地基上轨道系统的振动特性,探讨扣件刚度的选取对轨道振动响应的影响。研究结论:(1)扣件刚度对钢轨位移和加速度响应均有明显影响;(2)增大扣件刚度能够有效减少钢轨的位移响应;(3)增大扣件刚度能够降低低速列车的钢轨加速度响应,但高速列车引起的钢轨加速度响应随扣件刚度的增大有所增加;(4)本研究结论可为认识交通活动中振动现象的本质、解决饱和软土地区列车和环境振动问题、优化轨道系统设计和施工提供理论指导。     

轻型桥梁转动体系的研究分析

随着我国新建高铁及既有铁路提速的不断发展,大量跨越铁路的桥梁建设日益增多。在既有运营铁路线施工跨线桥,施工方案的选择尤为关键,而转体工艺是最能降低对既有线运营影响方案之一。目前,国内外对大型特殊桥梁转体施工研究较多,转动体系也均为一桥一特殊设计,但是对轻型人行天桥研究较少。本文结合襄渝线数十座人行天桥设计,对轻型桥梁转动体系进行特殊计算分析。     

桥梁转体施工过程中球铰应力研究

桥梁转体施工技术广泛用于跨越河流、峡谷及既有线路的桥梁施工中,桥梁转体施工关键设备之一是转动球铰,球铰应力的合理性将决定桥梁转体施工的成败以及桥梁整体质量。文章应用大型有限元软件ANSYS建立转动球铰计算模型对球铰应力进行模拟计算分析,并结合工程实例对桥梁转体施工过程中球铰应力进行监测,研究结果可为桥梁转体施工提供借鉴。     

重载铁路水冲受损桥墩适应性分析及加固控制技术

以受洪水冲刷的一座重载铁路浅基桥墩为对象，基于现场试验、数值模拟、在线监测等方法，研究大轴重运输条件下冲刷程度、荷载类型等因素对水冲受损桥墩刚度、稳定性和动力响应的影响。基于安全运营需求，提出一种实时监测+定期监测的加固施工安全监控方法，并开展实际工程应用研究。结果表明：冲刷引起墩台基础土体流失和约束降低，导致桥墩刚度减小、稳定性下降和振动加剧；随着冲刷深度增加，桥墩与主梁振动响应逐渐增大，桥墩自振频率逐渐降低；大轴重列车作用下，随着列车速度和轴重增加，桥梁振动响应逐渐增加，桥梁振动响应与列车速度、轴重均成线性关系。对结构振动响应和墩台变位进行加固施工安全监控，发现加固过程中基础开挖和冲击钻孔是关键施工控制环节，且导致了桥梁横向振动显著增加，而基础加固施工对桥墩结构横向振动影响较小，且各项施工内容对结构沉降、水平位移和纵向振动的影响相对较小。     

跨线箱梁桥转体施工

996桥梁是跨越繁忙交通线的跨线桥，为了最大限度的减小对现有交通的影响，保障施工安全，确定采用转体施工方法，即在高速公路两侧浇注施工转体，然后转体就位，先浇注边跨现浇段，与合拢段连成整体，将合拢段固结，再浇注合拢段，贯通全桥。     

跨铁路既有线T型刚构桥转体施工技术研究

为确保铁路既有线行车安全并减少对铁路运营的干扰,既有线上跨桥梁大量采用转体法施工。结合某新建高速公路上跨津山铁路T型刚构桥的工程实例,对跨越多股道高密度营业线转体法施工技术展开研究,详细介绍了转体球铰设计、球铰制造要求、安装要求及转体施工关键技术,为今后跨越既有多股道电气化铁路转体法施工的桥梁设计、施工提供一些可借鉴的经验。     

车轮多边形磨耗对车桥耦合振动响应的影响

为探究车轮多边形磨耗对车桥耦合系统振动响应的影响规律,采用ANSYS和SIMPACK联合仿真方法,以国内某高速列车和铁路简支梁桥为原型,建立车桥耦合振动分析模型,把轨道不平顺和车轮多边形磨耗作为系统的输入激励,对车桥耦合系统的振动特性展开研究。结果表明：车轮多边形磨耗对车桥耦合系统的振动响应影响显著;3阶车轮多边形磨耗使轮重减载率增大67.7%,严重降低了列车行驶的安全性,也使桥梁跨中横、竖向加速度分别增大2.74倍和2.27倍;车桥耦合振动响应随着车轮多边形磨耗幅值、阶数的增大而增大,当车轮多边形磨耗幅值由0.02 mm增大至0.08 mm时,列车轮重减载率、桥梁跨中横向和竖向加速度、钢轨中点横向和竖向加速度分别增加76.5%、174%和127%、47.3%和83.1%;当车轮多边形磨耗阶数由1阶增大至4阶时,列车轮重减载率、桥梁跨中竖向加速度、钢轨中点横向和竖向加速度分别增加116%、389%、82.0%和170%。特别地,列车以200 km/h速度运行时,3阶车轮多边形磨耗引发桥梁横向共振使得桥梁跨中横向加速度显著增大,是4阶车轮多边形磨耗作用时的2.74倍。     

动力设置于边墩的墩顶转体法在京雄城际铁路中的应用

在京雄城际铁路固安特大桥的连续梁施工中,应用了一种全新的转体施工方法,即动力设置于边墩的墩顶转体法。在该方法中,转体系统由3个部分组成：82 000 kN的转体球铰为支承系统;边跨支柱和滑道为平衡系统;牵引索、千斤顶和千斤顶反力座为牵引系统。这种创新性的设计,可减轻转体质量、减小转体牵引力、增强转体过程的稳定性、降低施工难度、大幅降低施工安全风险。动力设置于边墩的墩顶转体法在京雄城际铁路中的成功应用,为连续梁转体施工提供了全新的设计思路、拓宽了应用领域,丰富了我国转体桥梁的设计和建造技术,取得了较好的经济和社会效益,具有广阔的应用前景。     

转体施工独塔斜拉桥设计探讨

随着高速铁路网的不断建设,邻近、跨越既有高速铁路的工程建设是不可避免的。转体桥对既有铁路运营干扰少,其应用越来越广泛;而斜拉桥具有造型美观,跨越能力强,跨径布置灵活的特点。因此采用转体施工的斜拉桥具有很高的研究价值。沪昆客运专线长沙枢纽联络线以21°交角跨越武广高速铁路,桥梁结构采用(32+80+112)m非对称独塔双索面斜拉桥,采用转体施工方法。笔者采用有限元分析程序对该桥梁结构进行了详细分析,从转体施工的关键技术到桥梁结构关键受力部位、安全保障措施,均进行了深入的探讨和研究,提出了优化意见,确保了本桥得以顺利实施,有效减少了施工干扰,降低了安全风险,为类似工程提供了借鉴和参考。     

济南市开源路公跨铁立交桥方案研究

为了减小济南市开源路公跨铁项目实施对铁路运营的影响,首先对项目所处位置既有铁路、道路规划情况进行分析,因立交桥位于胶济铁路历城站西咽喉区,桥梁跨度较大,常规的转体T型刚构、转体连续梁难以满足要求,故提出双塔斜拉桥、矮塔斜拉桥、独塔斜拉桥3种方案;然后从桥梁跨度、结构体系、施工方案、施工风险、桥梁景观、后续运营及养护等方面进行综合对比分析,最终确定施工风险小、施工及运营期间对铁路影响小的双塔斜拉桥方案。研究表明,在涉铁转体斜拉桥跨度满足铁路相关要求的前提下,应选择转体吨位较小、施工风险低、运营后支座更换、换索等对铁路影响小的桥梁方案。