基于AI的桥梁自动布跨及三维可视化技术研究

在铁路桥梁布跨设计过程中，存在工作量大、自动化水平不高、方案展示不直观等问题。为优化桥梁方案设计、提高桥梁布跨设计效率，提出一种基于AI的桥梁自动布跨及三维可视化方法。针对桥梁人工布跨效率低的问题，引入强化学习的人工智能算法，根据桥梁布跨原则，自动计算桥墩位置，优化桥梁设计方案，提高桥梁布跨效率；针对方案展示不直观的问题，基于Cesium平台，构建三维地理环境场景，读取线路数据，定制桥梁参数模板，创建和展示桥梁方案模型。基于上述方法，开发了桥梁自动布跨及三维可视化软件，实现了AI自动布跨及真实环境场景下的桥梁方案展示。在某城际铁路中，应用桥梁自动布跨和三维可视化技术进行桥梁设计方案的比选和优化，为设计决策提供技术依据，证明该方法在实际工程项目中具备可行性和实用性，有助于减少人力资源的浪费，提高设计效率。     

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。     

基于简化模型的不等高墩CRTSⅡ板式无砟桥-轨系统地震研究

为研究高速铁路CRTSⅡ板式无砟轨道-桥梁系统中不等高墩桥跨SUHP(Span of Unequal Height Pier)在地震作用下的地震响应特性,提出一种高速铁路CRTSⅡ板式无砟轨道-桥梁系统简化分析模型,结合不同工况下的多个算例对比分析全桥精细有限元模型和简化模型的地震响应计算结果,验证所提出的简化分析模型的有效性。基于简化分析模型,研究SUHP位置对高速铁路轨道-桥梁系统地震响应的影响规律,获取SUHP对高速铁路轨道-桥梁系统地震响应最不利的位置,分析SUHP在最不利位置下墩高比对高速铁路轨道-桥梁系统地震响应的敏感性,得到了5跨、7跨和9跨高速铁路轨道-桥梁系统地震响应参数随墩高比增加的变化规律。研究结果表明：提出的简化模型既可准确分析不等高高速铁路轨道-桥梁系统在地震作用下的全桥动力响应,又可对其任意桥跨进行局部分析,且具有较高的计算效率和精度;不等高墩桥跨显著增大了高速铁路轨道-桥梁系统的地震响应,地震作用下SUHP在轨道-桥梁系统中的最不利位置位于中间跨处;高速铁路轨道-简支梁桥系统的主梁最大位移、钢轨最大位移、普通墩的墩底剪力均随桥梁跨数及特殊墩墩高比的增大而显...     

合龙顺序对高速铁路连续梁桥的影响分析

对同一座桥梁建立了2个不同合龙顺序的模型,从施工方案、累计位移和成桥应力3个方面,对合龙顺序对连续梁桥的影响进行了研究,探讨了不同合龙顺序连续梁桥温度内力的计算方法和有限元建模方法,分析了不同合龙顺序下刚性支撑的受力差别;并研究了合龙顺序对线形控制难度和成桥应力的影响。结果表明,先合龙边跨后合龙中跨方案对刚性支撑的要求较低,可以降低线形控制的难度,且2种合龙方案均能满足运营阶段的要求。建议对于3跨连续梁,在现场条件允许的情况下,先合龙边跨后合龙中跨。     

公路跨铁路桥梁转体施工设计

提出一种适用于跨铁路桥梁的挂篮现浇转体施工设计思路。介绍某上跨铁路立交桥的孔跨布置原则及横断面设计要求,采用Midas Civil软件,建立曲线、直线模型进行分析计算,得到桥梁转体前的不平衡弯矩;结合挂篮现浇施工方案,提出转体系统偏心设置及砂箱布置的方法,并总结了该类桥梁转体系统的设计步骤。梁体的曲线设计对桥梁的应力、扭矩影响较大,且转体时不平衡弯矩较大,在转体系统设置偏心后,最大不平衡弯矩会出现在梁体挂篮现浇施工的过程中。通过对各施工阶段砂箱施加压力,保证了结构的安全。研究成果可为同类桥梁设计提供借鉴。     

基于车桥耦合动力分析的桥梁动应力计算方法

为充分反映列车与桥梁的动力相互作用,建立三维车辆模型及桥梁有限元模型,依据轮轨接触关系形成车桥耦合动力系统模型;考虑轨道不平顺的随机激励作用,求解车桥系统动力方程,得到桥梁节点的振动响应。在此基础上,计算桥梁构件单元的动应力响应时程。以CRH2型动车组通过某跨度为80m的下承式钢桁梁桥为例,计算分析各局部杆件的动应力时程及不同杆件的应力动力放大系数。结果表明:所给出的计算方法考虑了桥梁横向振动的影响以及轨道不平顺激励,能够真实反映列车荷载作用下桥梁局部构件的动应力响应;在列车荷载作用下下承式简支钢桁梁桥各类杆件中的危险杆件并不一定出现在桥梁跨中,动应力响应沿桥跨方向呈现出与位移响应幅值不同的空间分布趋势;不同类型杆件的应力动力系数不相同;现行规范中关于运营动力系数的计算不能真实反映不同车速下桥梁杆件应力的动力放大效应。     

大跨度小半径曲线连续梁桥地震响应分析

为研究大跨度小半径曲线连续梁桥的地震响应,以现代有轨电车线路上一座(33.5+60.0+36.5)m三跨预应力混凝土曲线连续梁桥为例进行分析。采用MIDAS/Civil建立全桥有限元模型,计算不同约束条件下桥梁动力特性,并采用反应谱法对桥梁在地震作用下的位移和内力进行分析。分析结果表明:采用刚构-连续组合的曲线梁桥可以获得较好的内力响应及位移响应,有利于桥梁的抗震;对于大跨度、小曲线梁桥,位移响应最大时和内力响应最大时分别对应不同的激励角度,在考虑水平地震作用时应按不同的激励角度进行分析。对刚构-连续组合曲线梁桥采用固结刚度较大的桥墩,可以提高整个桥梁的刚度,减少整体的位移,有利于桥梁抗震。     

基于BIM和AI技术的铁路桥梁智能布跨研究

针对我国铁路桥梁占比高、标准构件应用范围广、孔跨布置作业繁重的特点，将建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）与人工智能（AI,Artificial Intelligence）技术相结合，进行桥梁智能布跨研究。文章根据桥梁布跨原则，基于信息集，选用Q-Learning算法对Bentley平台二次开发，形成了一套完整的可视化桥梁布跨方案。验证结果表明，该方案可应用于一般铁路桥梁设计中，并从设计层提高BIM数据应用深度与广度，提高桥梁布跨工作效率与质量。     

下穿铁路斜交框架地道桥主要设计参数分析

为了研究设计参数对铁路斜交框架地道桥受力特性的影响,依托某实际工程,建立数值模型进行分析。以原结构为基础,分别改变框架地道桥的宽跨比、斜交角、高跨比、腋角尺寸并分别建立有限元模型计算分析,研究设计参数增长15%时受力特性的变化规律。并设计正交试验以找出参数的影响程度及优化方案。研究结果表明:设计参数变化时,结构受力的变化规律相似,但受力特性的影响程度不同;宽跨比、高跨比、腋角尺寸的增加可使顶板主拉应力减小;宽跨比、腋角尺寸的增加可使顶板竖向位移减小;在4个设计参数中高跨比对顶板主拉应力的影响最大;提出的优化方案与原结构相比,可使顶板在单列车荷载下最大主拉应力降低35.4%、在双列车荷载下最大主拉应力降低45.7%。     

考虑跨数影响的单线铁路简支梁桥桥墩地震响应

针对8 m和25 m 2种墩高的单线铁路简支梁桥,研究跨数对中间桥墩地震响应的影响程度。采用OpenSEES程序,分别建立2跨,4跨,6跨和8跨共4种不同跨数的桥梁有限元模型。通过不同方向、不同烈度的地震动作用下地震响应的对比分析,确定跨数对中间桥墩地震响应的影响程度。研究结果表明:在纵向地震动作用下,中间桥墩地震响应随跨数的增加而增加,并在跨数多于4跨时增加趋势变缓;在横向地震动作用下,中间桥墩地震响应随跨数的增加而先增加后减小,并在跨数为4跨时达到最大值。以上趋势随着墩高和地震烈度的增加而减小,但在桥墩屈服前后略有波动。因此,在进行单线铁路简支梁桥的普通高度桥墩地震响应分析时,为了同时提高计算精度和计算效率,建模跨数以4跨为宜。     

高架快速路上跨宝鸡东编组站方案比选

宝鸡市斗中路高架快速路,跨越宝鸡东编组站的10股轨道线和铁路专用线,同时桥下的城市主干路以框架桥的形式下穿宝鸡东编组站。桥位处需保留现状的地面交通、铁路框架桥和周围的高层建筑,桥址处空间局促,建设条件复杂,导致桥梁墩位布置困难。桥梁的布置方案与施工方案相互影响和制约。上跨方案是控制整条快速路的关键节点。综合考虑主墩的合理位置、恰当的孔跨布置和适宜的施工方案,对矮塔斜拉桥、刚构桥等方案进行详细的对比分析,确定采用(97+97)m的转体刚构桥方案。该方案的安全性和经济性均较优。该桥方案的研究过程和方法,为类似的复杂城市环境下,建设高架桥梁跨越铁路编组站提供参考和借鉴。     

京沪高速铁路跨吴淞江桥式方案研究

京沪高速铁路及上海虹桥站相关工程共10条线路并行跨越吴淞江,受上海虹桥站、虹桥动车运用所站场位置控制,各线路中心线与河道中心线的夹角仅31°。为满足桥下通航要求,在工程可行性研究及初步设计阶段,对桥跨型式进行了多方案研究;结合京沪高速铁路前期科研成果,推荐的(60+100+60)m斜连续梁方案与工点建设环境最为匹配,工程投资最省。斜连续梁结构简洁美观,对斜跨道路、航道的铁路桥梁具有较强的适用性和推广价值;研究提出的斜连续梁中支点构造措施、支座布置方式可为同类型桥梁设计提供借鉴。     

南广铁路西江特大桥的技术创新

对南广铁路西江特大桥的总体设计方案进行了研究,确定了486 m中承式钢箱提篮拱桥的主要设计参数,并对"边段竖转+中段提升"、"缆索吊机节段悬拼"总体施工方案进行了研究;结合"前临西江后靠陡峭山坡"的基础工程特点提出了可承担巨大水平力的新型基础结构形式、计算分析方法,并对其深基坑支护方案进行了研究;经全桥风洞试验和列车走行性分析,发现加大桥面系质量可同时解决大跨度钢箱拱的风振问题、提高大桥高速列车的行车性能;设计了能适应空间转角变化的新型吊索锚固构造,并进行了试验验证;利用地质力学理论对大桥施工中的软弱围岩区拉索锚碇及边坡稳定性进行了分析,解决了大桥施工的安全性问题,确定了预应力锚索的各项参数。     

广佛江珠城际铁路西江特大桥主桥方案研究

西江特大桥是广佛江珠城际铁路的重要桥梁,为取得主桥合理的桥式方案,遵循"安全、实用、经济、美观"的设计原则,按照单向通航和双向通航的净空要求,采用钢桁拱桥、钢桁斜拉桥及矮塔斜拉桥,对4种桥型设计方案进行对比分析计算,综合考虑施工难度、景观效果、通航条件及工程造价等因素,最终得出双孔252 m钢桁拱桥为推荐方案。     

考虑实际场地的矮塔斜拉桥非线性地震响应分析

为研究场地条件对矮塔斜拉桥非线性地震响应的影响,明确空间变异场地条件对矮塔斜拉桥抗震性能分析的重要性,采用不同场地条件下的抗震设计反应谱作为目标谱,从PEER数据库选择与不同场地反应谱兼容的实测地震记录.以一座主跨为176 m的矮塔斜拉桥为例,基于OpenSEES建立三维非线性有限元模型,对该桥梁进行一致激励和多点激励...     

大吨位异形钢桥塔施工支架设计研究

为研究不同支架方案对异形钢桥塔施工过程的影响,以新首钢大桥为背景工程做了对比分析,进而分析桥塔施工过程对桥塔-支架整体耦合模型内力、位形的影响,研究支架设计过程中的一些细部问题.结果表明:格构式支架受力明确、合理,施工方便且用钢量小,建议采用该支架方案;桥塔采用反变形的施工方案,可以很好地满足桥梁结构设计线形要求;在格构式支架设计中应避免多个斜撑相贯于立柱同一节点造成支架立柱受力不均匀、部分立柱受力急剧增大的问题;在有限元模拟中支架顶部与高塔连接建议采用铰接方式进行简化处理..     

蒙西至华中地区煤运通道新余地区新余西站与洋坊站整合研究

随着铁路市场投资主体的不断多元化,当新建线路引入既有车站,当两者主权不一时,如何有效整合两者资源,成为一个新的课题。以蒙西至华中地区煤运通道引入新余地区为例,通过对整合前方案、整合必要性、整合设计原则等方面进行研究,提出两大整合方案,并从运输组织、配套设施利用、通行能力、对既有生产组织影响、工程造价等多个方面对两方案进行对比,得出最佳方案。     

城市立交连续梁桥方案设计要点

此文就城市立交及高架设计方案进行了探讨，着重阐述在桥梁景观受限的情况下，如何设计墩柱形式和连续箱梁截面形式，以便为以后的桥梁方案设计提供借鉴。     

自锚式悬索桥的静力性能模型实验研究

自锚式悬索桥作为一种特殊的桥型,在设计理论和施工监控方面,均与传统的地锚式吊桥有很大的差别。鉴于理论研究方面的滞后性,对一座主跨为160m的混凝土自锚式悬索桥进行了模型实验研究,获得了反映该座桥梁结构力学性能的主要指标,初步掌握了该类桥型的工作状态,并且通过与理论结果的对比分析证明了有限位移理论是适用的。模型实验所得的结论对该桥的设计和施工监控具有指导作用。同时,为该类桥型的计算理论提供了实验依据。