京沪高速铁路南京上元门越江工程（桥梁）水文泥沙问题试验研究

上元门越江工程是京沪高速铁路跨超长江的关键工程。为了合理、准确地分析越江工程的兴建对上元门河段的影响，采用了资料分析和整体河工模型试验相结合的研究方法。在对工程河段自然概况和工程断面历年变化分析的基础上，进行了详细、周密的模型设计。根据长江下游河段 泥沙特性，专门研制了一种新型的模型沙，应用该模型沙对天然实测河床冲淤资料进行了充分的验证，既保证了模型与原型水流运动的相拟，同时也达到了泥沙运动的相似性要求。在方案对比了工程前后试验河段的不流泥沙运动特性及河床冲淤变化，此外还探讨了越江工程对长江上元门河段行洪、河势的影响。     

河床断面选取对桥梁水文检算结果的影响

在对既有桥梁水文检算时,需对检定流量、检定水位、壅水高度、冲刷深度等进行计算。计算公式多是依据桥梁建成以前的资料,运行一定时间的既有桥的河道、水文水力条件已经发生了变化,若仍采用建桥前的资料进行计算可能存在不完全适应的现象。本文以朔黄铁路133号磁河特大桥为例,在采用不同计算断面进行水文检算的基础上,结合桥址河段河床地形现状,计算磁河特大桥可能的最大冲刷深度,并通过对比分析受无序挖砂影响的桥梁计算断面对水文检算结果的影响。     

可冲河床桥址断面壅水值的理论计算

当前国内外有关桥梁壅水的计算公式均为计算桥址上游断面的最大壅水值,然后据此按3种不同条件,在计算桥下净空时人为地设定桥址断面的壅水值。以能量方程为基础,建立桥址断面与最大壅水断面的能量方程,并考虑河床由可冲刷土壤组成,直接引入桥下一般冲刷和冲止流速的影响,推导出河床桥址断面壅水的理论计算公式,同时给出冲止流速的取值方法。对推导出的计算公式通过算例进行检算,计算结果合理。     

调整水流状态治理桥下河床淤积

根据两座铁路桥治理河床淤积的实例,分析山区及山前区桥梁河床冲刷和淤积的机理,用急流槽和人工渠道的方法,加大桥下河床纵坡,降低河床糙率,从而调整水流状态,提高水流流速和挟沙能力,以解决桥下淤积问题,实际效果较好.     

铁路桥梁浅基冲刷防护方案探讨

桥梁基础长期处于水环境中,在水流冲刷作用下,河床下切导致基础埋置深度减小,容易使基础产生病害进而影响结构强度和稳定性,同时降低地基基础承载力。通过分析河床冲刷对基础承载力的影响,结合铁路桥梁基础加固防护工程实践,探讨基础加固防护方案的合理性与可行性,对有效预防和整治因基础冲刷而产生的桥梁病害具有重要意义。     

桥梁孔径计算方法商榷

<正> 1 《铁路桥涵设计规范》(TBJ2—85)(以下简称《桥规》)中的有关条文《桥规》第2.2.4条规定“大中桥不采用桥下河床铺砌”,条文说明中主要内容:“大中河流的河槽较宽,桥下流速不均匀,倘桥下采取铺砌,局部流速较大处易冲毁铺砌,流速较小处则易积淤。采用铺砌提高流速后,与河床天然土不相适应,又会造成铺砌末端冲刷,重则危及墩台安全,轻则需要经常维修。采取铺砌虽可缩短桥长,但铺砌本身数量巨大,且须经常维修,并不经济。”“小桥一般平时无水或水流很小,如设铺砌防护,施工较易且工程量不大,故可采用桥下铺砌的设计方法。但当河沟经常有水,流速较小,河床无冲刷可能时,可不设铺砌防护。”“桥下河床不设铺砌的小桥,可按大中桥桥孔计算方法计算。”     

高速铁路大断面深埋黄土隧道围岩压力计算方法

依托郑西铁路客运专线大断而深埋黄土隧道洞群,进行现场围岩压力量测试验,得到不同黄土地层的围岩压力,发现围岩压力沿隧道全断面分布相对较为均匀.采用太沙基松散体围岩压力理论、铁路隧道设计规范深埋围岩压力公式、普氏理论、卡柯理论4种方法分别计算围岩压力,并与实测值对比.结果表明,基于太沙皋理论的计算值最接近实测值,且具有一定的安全余量,因此推荐采用太沙基理论计算大断面深埋黄土隧道的围岩压力量值.依据实测围岩压力的垂直与水平分量沿隧道跨度与高度方向的统计规律,确定垂直方向与水平方向围岩压力的计算图式.分析指出,垂直方向围岩压力计算图式可采用均匀分布或"尖峰"形分布,水平方向围岩压力计算图式可采用"鼓肚子"形分布.     

抛石爆破挤淤筑堤的淤泥强扰动机理的验证

依据抛石爆破挤淤筑堤的淤泥强扰动机理,采用有限元方法,建立堤头爆破有限元数值计算模型,对抛石爆破挤淤筑堤的过程进行模拟.模拟结果与探地雷达实测结果的对比表明:首次堤头爆破后的断面形态、石舌下沉深度和延伸长度与探地雷达的实测结果基本吻合,表明抛石爆破挤淤筑堤的淤泥强扰动机理可行,对爆破后扰动区域的划分和扰动强度的假定也是合理的.以深圳前海外海堤建设工程为例,利用抛石爆破挤淤筑堤的淤泥强扰动机理计算挤淤时的断面形态,模拟结果与实测结果很接近,再次验证了抛石爆破挤淤筑堤的淤泥强扰动机理的合理性.     

基于桥墩水痕与等流时线法的桥梁水害预警

针对现行中小流域桥梁水害预测方法存在误差大,外业强度大,缺乏水文资料难预测及重结果不重过程等弊端,提出一种用历史桥墩水痕推求流域概化汇流曲线的新方法,预测桥位断面洪峰流量大小的同时,对洪峰流量抵达桥下的具体时间进行了预测。为弥补等流时线法固有缺陷,采用下游流域面雨量过程作为实测降雨过程来对桥位断面汇流过程进行计算,利用洪峰流量减小系数和洪峰时间延迟系数来考虑河槽调蓄对洪峰流量大小以及抵达桥下时间的影响。实例证明,该法具有较高的精度,能够满足实际生产的需要,减少了野外勘测的工作量,使洪水预警工作变得更加简单和有效。     

桥下壅水高度计算方法的理论分析

现行的铁路桥渡水文设计和桥梁检定规范规定了桥渡上游河道最大壅水高度的计算方法,而桥下壅水高度仅有经验性规定。基于动量原理,推导建立了一般性的桥前最大壅水断面和桥位断面的动量方程,与连续性方程和最大壅水高度计算公式联立求解,可计算桥下壅水高度值,采用该公式进行算例检算,结果表明,公式计算结果基本合理。     

湘黔铁路资水大桥冲刷稳定性计算分析

以湘黔铁路资水大桥为研究对象，就冲刷对铁路重力式实体桥墩稳定性的影响进行研究。采用弹性半空间地基模型分析基底冲刷淘空面积对桥墩稳定性的影响，并通过Matlab计算程序给出影响曲线表达式。通过曲线拟合出粒径和局部冲刷深度之间的关系。研究结果表明：基底冲刷淘空面积对桥墩稳定性各检算项目都有明确的影响，其中墩顶弹性水平位移和合力偏心矩较敏感，在基底冲刷淘空面积较小时率先达到最大容许值，此时二者对应的冲刷淘空面积占基底总面积百分比的最小值分别为14．3％和17．8％；当其他因素一定时，河床土粒径对局部冲刷深度有明显的影响，这种影响在粒径小于0．12m的范围内变化时最为强烈。分析结果反映出适当增大桥墩周围河床土粒径可以有效提高其冲刷稳定性。     

基于弹性半空间地基模型的冲刷对桥墩稳定性的影响分析

围绕着湘黔铁路线上的资水大桥受冲刷后的稳定性展开研究，从基底被冲刷淘空后引起的墩台地基不均匀沉降入手，应用弹性半空间地基模型和Matlab编制的计算程序分析计算了基底不同冲刷淘空面积对桥墩墩顶弹性水平位移和基底压应力的影响，从而得到了在不同冲刷程度下桥梁的整体稳定情况。根据计算结果，用最小二乘曲线拟合法找出了影响曲线表达式并绘出了图形。此外，还将该方法分析计算得到的数据与有限元方法分析得到的数据进行了比较，两种分析方法所得的结论相互验证。     

HEC-RAS三维河道水力分析计算系统在桥梁优化设计的应用研究

基于计算流体动力学的方法,运用三维河道水力学模型HEC-RAS(River Analyse System)分析阿尔及利贝贾亚高速公路在建项目2号互通桥梁在百年一遇的最大洪峰流量下,不同桥梁孔跨方案在相同地质条件下对桥梁最大冲刷深度的影响,对不同桥梁孔跨方案下三维河道水力学模型计算结果进行分析研究,确定经济合理的桥梁设计方案,为今后国内外同类桥梁设计的方案研究提供了新的研究方法。     

冲刷条件下既有桥梁桩基础工作性状研究进展

水流冲刷可导致桥梁桩基础周围土体受到侵蚀,其后果轻则降低桩基础承载力,重则导致整座桥梁坍塌。尽管有关桥梁桩基础冲刷的研究很多,而涉及如何评价冲刷对桥梁桩基础承载性状影响的研究却较少,但正在受到学术界与工程界的高度重视。在分析由冲刷引起桥墩、桥台及桩基病害的基础上,重点从理论分析、数值模拟、模型试验等方面评述冲刷条件下,桩基水平和竖向承载性状的研究现状与进展,认为急需更多系统性的研究以探求合理的理论分析方法。因而,有必要进行大量的数值模拟和模型试验甚至是现场试验来研究桩基的冲刷性状,进而为找到分析冲刷对整座桥梁结构安全性能影响的实用评估方法提供理论基础。     

桥墩局部冲刷计算研究

通过桥墩局部冲刷影响因素和有关参变量分析,并借鉴国内外现有公式使用经验,从能量平衡理论出发,用量纲平衡方法导出桥墩局部冲刷新公式。根据天然实测资料引入泥沙不均匀系数,并用大量室内试验和天然实测资料对新公式进行系数和指数调整。对现行规范中斜交时墩型系数及桩基承台计算公式进行改进。     

杭州地铁越江盾构隧道冲刷线下覆土厚度的确定

杭州地铁1号线滨江站—富春路站区间盾构施工隧道穿越钱塘江,介绍该区间的纵断面设计在多个设计阶段进行调整的过程,阐述冲刷线下盾构隧道的覆土厚度确定的多种因素,除了要满足抗浮的要求,还需要满足纵向计算中接头张开量的要求,同时还需要注意避开导致较大工程风险的卵石层、下部岩层等较硬土层。介绍越江盾构隧道的冲刷线下覆土厚度情况,以及如何确定越江盾构隧道的冲刷线下的覆土厚度。说明越江盾构隧道的冲刷线下覆土厚度的确定是隧道设计的关键技术,需要综合考虑多个条件,确定合理的纵断面。     

中小流域桥梁设计流量的H-C-N法

基于暴雨推求中小流域桥梁设计流量时,设计流量受地理参数、暴雨参数等众多因素的影响,计算公式难以显式表达的情况,采用H-C-N法计算中小流域桥梁设计流量:用层次分析法(Analytic hierarchy process)对影响流量的因素进行分析并筛选出主要因素;用模糊聚类法(Fuzzy clustering)从已知水文站数据集中选取合理的训练样本;运用神经网络方法(Neutral network)建立中小流域桥梁设计流量的隐函数关系式,从而计算出中小流域桥梁的设计流量。用VB.NET编写程序编写H-C-N法计算程序,计算了10座中小流域桥梁的设计流量。结果表明,与广东省法和四院法相比,H-C-N法精度较高,是一种较为科学和实用的算法。     

车桥耦合振动中2种轮轨接触模型的比较分析

将车桥耦合系统分为车辆和桥梁2个系统并分别给出二者的振动方程,采用迭代解法对方程进行求解,分析轮轨之间弹性接触和密贴接触对车桥系统动力分析结果的影响。结果表明:密贴接触模型取的时间步长比弹性接触模型取的时间步长大,密贴接触模型迭代时间步长为0.001 s时收敛,而弹性接触模型迭代时间步长要0.000 1 s才收敛。在同样时间步长0.000 1 s条件下,弹性接触模型的收敛迭代次数为9次,而密贴接触模型的收敛迭代次数为4次;在计算桥梁的动力响应时,弹性接触模型和密贴接触模型的计算结果比较接近,也和实测值接近,但密贴接触的计算工作量较小,收敛快;而在计算列车的竖向加速度、轮重减载率和脱轨系数时,弹性接触模型的计算结果比密贴接触模型的计算结果大。分析认为用弹性接触模型比较符合实际。     

基于BIM的夜郎河双线特大桥施工应用方案研究

针对大型的铁路桥梁等土建工程与普通房建项目不同之处,提出基于BIM的夜郎河双线特大桥施工应用方案,分别就BIM施工现场管理应用方案的3个阶段,即施工BIM模型构建、BIM施工组织计划仿真和BIM施工现场管理平台应用等阶段的功能实现进行详细阐述,提升桥梁施工现场的管理水平,为科学决策提供智能化的依据与技术支持。