铁路钢桥横向刚度限值分析

根据对发生过脱轨事故桥梁的分析,得出桥上列车脱轨的主要原因是桥梁横向刚度不足。多起桥上列车脱轨事故表明:现有铁路钢桥横向刚度限值不能预防列车脱轨,原因是现有桥梁横向刚度限值分析方法不能分析桥上列车走行安全性。基于列车脱轨能量随机分析理论,提出新的铁路桥梁横向刚度限值分析方法。具体步骤是:建立具有安全系数的预防脱轨条件,确定在设计车速下预防脱轨的桥梁横向刚度限值,代入此值检算桥上列车走行平稳性与舒适性。该方法确定的桥梁横向刚度限值既能保证列车平稳舒适运行,又可防止脱轨。运用此方法,制定的提速线32和40 m上承式钢板梁桥的横向刚度限值分别是主梁中心距为2.36和2.55m,提速线3×80连续钢桁梁桥的横向刚度限值是主桁中心距为6.61 m。     

桥梁横向刚度对列车走行安全性的影响

结合发生过脱轨事故的桥梁,定性分析了桥梁横向刚度对列车脱轨的影响。进一步运用列车脱轨能量随机分析理论,对比分析了老滦河桥上、下行线上的列车走行安全性,分析了增大钢板梁主梁中心距对提高桥梁抗脱轨能力的影响。分析结果表明,桥梁横向刚度不足是引起桥上列车脱轨的主要原因。最后提出,预防桥上列车脱轨的根本途径是使桥梁具备满足行车安全需要的桥梁横向刚度,即加固可能发生脱轨事故的既有线桥梁,或对拟建桥梁制定预防列车脱轨的桥梁横向刚度标准。     

下承式钢板梁桥横向刚度加固研究

根据车桥耦合振动理论,结合下承式钢板梁桥构造,提出采用最佳下平纵联尺寸的加固方法,提高钢板梁桥刚度,改善桥梁横向振动。对沪宁线#165A桥加固分析的结果表明,当下平纵联杆件截面尺寸增至4倍时,桥梁横向刚度明显提高,横向振动得到有效抑制。研究还发现,对下承式钢板梁的加固不宜采用主梁加固方式。     

高速铁路大跨度钢桥横向刚度限值分析

本文针对高速铁路大跨度钢桥板桁或拱桁组合体系两种主要桥式，对列车与桥梁时变系统的随机振动响应作了较详细的分析，在确保桥上列车安全的前提下，分别按桥上双线列车对开与单线行车工况绘制各种车速下车辆横向最大斯佩林舒适度指标W^Hx.mex与桁宽B的关系曲线，从这些曲线中找出对应于容许最大斯佩林舒适度指标W^Hx.max=3.0的桥宽B，即为桥梁在相应行车工况下的容许最小宽度，其除以桥梁各跨的跨长，得出了桥梁的横向刚度限值－桥梁容许极限宽跨比[B/L]，本文研究成果对高速铁路大跨度钢桥的设计具有一定的参考作用。     

上承式钢板梁桥力学特性试验研究

据统计,全国现有跨度10~40 m的简支钢梁7 000余孔,由于列车提速,需对其力学特性做出准确评估,以保证既有线路的行车安全。文章以上承式钢板梁桥洛河大桥的力学特性试验研究为背景,研究了上承式钢板梁桥的横向刚度、梁体竖向刚度,为桥梁的运营、加固、改造提供参考。     

列车脱轨分析理论与控制脱轨的桥梁横向刚度限值研究

针对我国既有线部分桥梁横向刚度不足引发列车脱轨的情况,进行列车脱轨机理、列车脱轨分析理论以及铁路桥梁横向刚度限值研究.主要研究内容和结论如下.     

洛河上承式钢板梁桥加固方案研究

针对洛河上承式钢板梁桥存在的问题,提出了几种可行加固措施,并根据加固技术和施工工艺进行对比,选出可用于实际施工设计的加固方案。文章对洛河上承式钢板梁桥加固前后的静力学特性和加固效果进行了计算分析,计算结果表明该加固措施效果明显。     

上承式钢板梁桥动力特性分析

提出了一种计算上承式钢板梁桥动力特性的方法。文中分别采用梁段有限单元、空间杆元计算上承式钢板梁桥中主梁、联结系的刚度矩阵与质量矩阵，采用子空间迭代法求解特征方程，所得结果与实测资料相等。     

上承式钢板梁桥加固前后的横向振动研究

针对提速货车作用下中等跨度铁路桥梁出现横向刚度不足,横向振幅较大的情况,在分析车-桥横向振动机理的基础上,建立了车桥振动方程,建立三维有限元模型计算加固前后的动力特性,并以理论人工蛇行运动波形和轨道不平顺作为激励源输入,以蛇形波的波长及车速作为参数对钢板梁桥加固前后的横向振动进行模拟计算和分析。结果表明:当蛇行波长为8.5 m,车速为50.4~75.6 km/h时,加固后桥梁跨中的最大横向振幅不同程度减小,其中加固方案3和方案4在此速度范围内桥梁的减振效果比较明显。     

对铁路上承式钢板梁横摆振动的剖析

针对铁路上承式钢板梁桥有规律的横向摆振现象进行了剖析，说明了桥梁横向摆振与车体樱花向摆振，轨道测试结果的一致性。利用实例运用车－桥耦合分析程序的钢板梁桥的横向摆振进行了模拟分析，计算结果表明：桥梁的横向摆振系货车转向架转８Ａ的横向摆振所致。文章对钢板梁桥横向摆振的发生机理，抑制桥梁横向摆 正确方法进行探讨。     

金温线横向振幅超限桥梁的列车走行性分析

金温线部分桥梁横向振幅超过<检规>规定的行车安全限值,运营部门担心存在脱轨危险,急需对这些桥梁列车走行性进行评估,以便采取适当的处理措施.建立列车-桥梁系统振动计算模型,运用列车脱轨能量随机分析理论,分析了金温线4座预应力混凝土梁桥的列车走行性.分析结果表明:在现行行车条件下,武义江桥、岭下桥与好溪桥列车走行安全性、平...     

南京长江大桥128 m钢桁梁上列车走行安全性分析

京沪线南京长江大桥128 m简支钢桁梁在提速货物列车通过时,其横向振幅很大,远远超过我国《铁路桥梁检定规范》规定的限值,涉及到该梁上列车走行的安全性。针对这一问题,运用桥上列车脱轨能量随机分析理论,对该梁上列车走行的安全性进行计算和分析,结果表明:当货物列车以不超过80 km/h速度通过该梁时,车桥系统横向振动是稳定的不会脱轨,列车走行安全性有保证。此结论符合现场实际情况,为该桥未采取限速措施提供了充分的理论依据。     

客运专线某钢管混凝土提篮拱桥列车走行性分析

针对武广客运专线胡家湾大桥,提出单箱三室箱形系梁的钢管混凝土拱桥空间振动分析模型,建立了高速列车-桥梁系统振动方程。运用列车脱轨能量随机分析理论,计算了胡家湾大桥上列车走行安全性。提出桥梁抗脱轨安全系数的计算式,并计算了该桥的抗脱轨安全系数。在列车不会脱轨的条件下,计算了该桥上列车走行舒适性。计算结果表明:ICE列车以不超过300 km/h车速通过该桥时,列车不会脱轨;桥梁抗脱轨安全系数很大,具有很高的抗脱轨安全度;在列车正常运行时,舒适性指标达到了良好以上等级。研究成果可为该桥设计提供理论依据。     

天兴洲公铁分建40 m简支梁桥客运线上高速列车脱轨控制研究

基于高速列车-桥梁时变系统空间振动分析模型,采用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成系统矩阵的“对号入座”法则,建立此系统空间振动方程。运用列车脱轨能量随机分析理论,对天兴洲公铁分建40 m简支梁桥客运线上高速列车在设计车速以内是否脱轨及在不脱轨条件下高速列车走行舒适性进行分析。研究结果表明:该桥上高速列车在300km/h车速以内运行时不会脱轨;高速列车走行舒适性均在良好标准以上;该桥竖向振动加速度满足要求。     

切口型式对 正交异性钢桥面板应力特性的影响

正交异性钢桥面板横隔板切口处疲劳问题突出,裂纹通常萌生于切口自由边以及切口起始处纵肋-横隔板连接焊缝。为研究不同切口型式对疲劳细节应力的影响,建立有限元分析模型,获得细节在轮载下的应力响应。研究结果表明:切口自由边细节是面内应力主导,且较大的切口半径有利于降低应力水平;纵肋腹板在平行于焊缝方向的外侧应力最大,属于纵肋-横隔板连接焊缝中最不利的细节,因此该连接处的裂纹通常会萌生于焊缝末端的纵肋腹板外侧,并沿垂直于焊缝的方向扩展;对于纵肋-横隔板连接焊缝的横隔板细节,当切口型式为相切过渡的方式时,面外应力远小于垂直过渡的方式,而面内应力相反;采用Eurocode 3中推荐的切口型式是合适的。     

桥上列车脱轨的力学机理、能量随机分析理论及其应用

总结了国内外现有桥上列车脱轨研究中的主要问题。基于物理概念，提出了桥上列车脱轨的力学机理，进一步提出了桥上列车脱轨能量随机分析理论，其主要内容包括：列车脱轨几何准则；能反映轮轨接触状态及相对位移的列车桥梁时变系统空间振动方程组的建立；此系统横向振动激振源的确定；此系统随机横向振动的计算方法；评判列车是否脱轨的能量增量准则。计算了6个桥上列车是否脱轨实例，计算结果均与实际符合，证明这个理论有一定正确性。     

自重初应力对格构柱高墩-连续板梁桥动力特性的影响

以宁波火车南站枢纽改造工程临时铁路桥(宁波桥)为研究对象,探讨自重初应力对格构柱高墩-连续板梁桥的全模态和缩聚模态的影响。在考虑自重初应力与不考虑自重初应力2种情况下,分别采用子空间法和缩聚模态法,求得宁波桥包含局部振动的全局模态和仅考虑整体振动的缩聚模态。分析结果表明:自重初应力对宁波桥动力特性的影响主要体现在影响轴向受力构件的局部模态,对整体振动模态几乎没有影响;2种情况下局部振动模态的频率差别很大,振型也有所差异;而整体振动模态的固有频率几乎是一一对应相等,振型也是一一对应相同。该结论对恒载自重初应力较大的桥梁动力特性分析有指导意义。     

正交异性钢桥面板纵肋与横肋连接构造细节

<正>交异性钢桥面板的纵肋与横肋连接是受力较复杂、病害较多构造部位。选取横肋腹板空孔、纵肋内隔板设置、纵肋与横肋间焊缝、横肋过焊孔等4个主要构造细节,从受力特性、病害及其治理、工程试验、加工工艺、各国规范发展等角度,系统地汇总正交异性钢桥面板纵肋与横肋连接构造的演变历程和发展现状,并总结经验教训。     

铁路钢板梁桥上货物列车脱轨全过程仿真

基于列车脱轨能量随机分析理论,提出了桥上列车脱轨全过程的计算方法。根据此方法,对我国京山线老滦河桥及京广线黄河桥等2座钢板梁桥上的货物列车脱轨全过程进行计算,得出列车脱轨时的车-桥系统振动响应。研究结果表明:列车脱轨时,脱轨系数、轮重减载率及桥梁横向振幅都非常大,远远超过规范规定值;脱轨时间非常短,约在0.2 s以内。与有关文献研究结果一致。该方法对于桥上列车脱轨事故再现及预防具有一定现实意义。     

南京大胜关长江大桥三主桁钢正交异性板整体桥面结构受力特性的试验研究

南京大胜关长江大桥采用三主桁多横梁体系钢正交异性板整体桥面结构,结构受力状态复杂。设计制作了一个1∶6的6节间钢桁梁节段模型,研究了实桥受力状态的模拟方法,完成了多种工况下的模拟实桥正、负弯矩区受力状态的加载试验;考察了桥面荷载在3片主桁之间的横向分配,"第一系统"作用下整体桥面的应力分布。结果表明,试验实测结果与实桥的理论分析结果较吻合,说明本文的试验方法可较好地反映实桥整体桥面结构的受力状态;桥面荷载在3片主桁之间的分配是不均匀的,对称桥面荷载在3片主桁之间的分配比例为1.0∶2.0∶1.0,偏载时为1.0∶1.0∶0.0;"第一系统"作用下钢桥面板顺桥向应力沿横桥向分布较均匀,3片主桁挠度较接近,说明三主桁整体桥面结构受力状态合理,整体性好。该研究成果验证了南京大胜关长江大桥的设计计算理论和计算方法的正确性,为该桥的设计提供可参考依据,同时也为整体桥面结构的进一步研究和应用提供了技术储备。