国内外预应力钢筋混凝土轨枕荷载弯矩计算标准对比研究

从预应力钢筋混凝土轨枕荷载弯矩的设计计算出发,对比分析了欧洲、北美地区混凝土轨枕设计标准与中国的差异,并结合典型的运营条件,对比了采用不同标准时轨枕荷载弯矩的计算结果。由于国内外轨枕荷载弯矩的计算方法不同,不同截面位置荷载弯矩的计算结果存在差异。基于普速铁路工况,按照北美地区标准计算出的轨枕荷载弯矩高于欧洲和中国标准的计算结果;基于高速铁路工况,按照中国标准计算出的轨枕荷载弯矩总体高于欧洲和北美地区标准的计算结果;基于重载铁路工况,按照北美地区标准计算出的轨下截面正弯矩显著高于欧洲和中国标准的计算结果。     

高速铁路路基基底应力计算方法研究

介绍了高速铁路路基基底自重应力的三种计算方法,即弹性土堤法、比例荷载法、均布荷栽法.通过对不同坡度及不同高宽比断面的基底应力分析对比,探讨了影响基底应力大小及分布形式的因素,并以五个高速铁路路基典型工点实测值为基准对这三种方法的计算结果进行了分析对比,提出了上述三种计算方法的使用范围,并对均布荷载法的计算公式进行了修正.     

土质地层中盾构隧道垂直荷载计算方法探讨

研究目的:目前盾构隧道计算中常用的荷载计算方法和现行隧道设计规范中采用的荷载计算方法有所区别.本文对土质地层中盾构法隧道结构设计时采用的垂直荷载计算方法进行了探讨,通过对不同荷载计算方法进行定量和定性的对比分析,并分析了不同方法计算结果与实测数据的吻合程度,提出了较为实用的垂直荷载的计算方法,可作为对现行规范中隧道荷载计算方法的补充.研究结论:铁路及公路隧道规范中推荐的垂直荷载计算方法对土质地层中盾构隧道不太适用;对于软粘土地层,可采用全土柱荷载模型计算垂直土压力,对于其它土层,不论覆土厚度大小,均可按泰沙基坍落拱理论计算垂直土压力,但在砂性土地层需水土分算.     

销结结构体系销孔位移的计算

对销结结构体系，提出了与荷载相关的销孔位移计算原理及方法；并就军用梁结构体系进行了分析，计算结果与实测值对比显出很好的一致性。     

铁路隧道复合衬砌内力计算方法研究

研究目的:随着新奥法的普及,采用复合式衬砌的隧道越来越多,目前对其进行计算的方法主要分为荷载-结构法和地层-结构法。荷载-结构法通过弹簧支撑来模拟围岩对支护的约束,并不能真实的反映围岩与支护结构的相互作用;地层-结构法在围岩压力释放率的问题上存在一定的经验性。本文从复合式衬砌角度出发,以荷载作用于地层边界的模型对复合式衬砌的初支及二衬进行计算,并与传统荷载-结构法计算结果进行对比。研究结论:(1)通过对比荷载-结构法与地层-结构法的优缺点,提出了将荷载作用于地层边界的共同作用模型,即用均匀施加在四周的荷载代替围岩产生的压力,同时又用围岩自身的形变来抑制支护结构的位移,将围岩作为荷载的传递介质,充分体现了围岩和支护结构的共同作用和变形协调;(2)采用共同作用模型对铁路隧道复合衬砌的初期支护及二次衬砌进行了内力分析,并与荷载-结构法所得结果进行对比,结果说明共同作用模型更能符合新奥法的思想,在考虑围岩相互作用的同时大大减少了计算时间;(3)本研究成果为复合衬砌内力分析提供了一种新的方法。     

中欧标准下接触网支柱荷载计算的差异性分析

研究目的:支柱荷载计算是接触网系统设计的重要组成部分,不同的计算方式、参数取值均会对荷载标准值和设计值产生较大影响。对于境外铁路接触网设计,采用中国标准和欧盟标准进行计算时,取得的计算结果也不相同,所以必须做好两种计算方式差异性分析的基础工作。研究结论:(1)通过中国标准和欧标的列式对比,分析两种标准下接触网荷载计算的相同点和不同点,本文以特定计算条件为基础,分析了两种计算方式和相关参数的差异性;(2)当风圧高度为10 m,风向垂直于线路方向时,对风荷载和风冰荷载两种工况分别计算,其中永久荷载计算公式和计算数值均没有差异,可变荷载中欧标计算的风荷载相对较大,而风冰荷载工况的计算值也大于无冰、最大风工况,所以接触网支柱基础的结构设计将基于风冰荷载工况进行设计;(3)通过相关参数的对比分析,说明了随着参数取值的变化,两类标准框架下荷载计算值的大小也将发生相对性变化;(4)本研究成果有利于国内外接触网设计标准的进一步融合,有利于中国标准接触网体系的进一步完善。     

重力式挡土墙列车荷载侧压力计算

铁路目前主要采用库伦理论进行重力式挡土墙列车荷载侧压力计算。针对在极限状态设计法中采用库伦理论计算存在的问题,讨论库伦理论、朗肯理论、弹性理论三种方法按极限状态设计计算列车荷载侧压力的适用性,研究国内外规范中列车荷载侧压力的不同计算模型,对比30 t轴重C96列车荷载侧压力的理论计算、有限元模拟及现场实测结果,分析不同墙高库伦理论、弹性理论土压力计算结果的合理性,得出列车荷载侧压力合力作用于挡土墙中部不利于挡土墙抗倾覆稳定的结论,按现行规范荷载模型采用库伦理论不能充分反映这一不利后果,建议加大荷载分布宽度予以改进,推荐在极限状态设计法中采用弹性理论计算列车荷载侧压力。     

隧道爆破全时程荷载研究及其应用

基于多段多孔爆破荷载的等效思路,提出适用于微差爆破荷载简化计算的隧道爆破全时程荷载函数,并将数值模拟与现场实测结果进行对比分析,验证了隧道爆破全时程荷载在工程实际应用中的有效性和可行性。     

土质地层中隧道上覆荷载计算研究

在隧道结构计算分析时,如何计算确定作用在隧道结构上的上覆荷载的大小及分布是设计的关键。对于土质地层中的隧道,埋深较浅时上覆荷载计算时常采用全部覆土重量,而当土层较厚,隧道埋深较大时通常会采用太沙基公式、普氏压力拱理论公式及隧道设计规范公式等,这些公式在选用时尚存在一些问题,通过对比隧道在土质地层中几种公式计算的上覆荷载规律,分析各计算公式存在的问题,加以改进推导出了隧道在土质地层中竖向荷载的建议计算公式,并通过全国各地区实测数据加以验证。研究结果可为类似条件下工程的设计提供借鉴和参考。     

新建公路下穿某铁路桥梁基础位移分析

为解决新建公路下穿铁路桥梁时影响铁路桥梁正常运营问题,需对其桥墩基础承台位移进行分析计算。以新建矿山道路工程下穿某铁路桥梁为例,采用了接触非线形及材料非线形等计算手段,分析了道路施工前自身荷载、施工过程时道路施工荷载及道路运营过程中车辆荷载对桥墩基础的位移影响。计算结果标明:线路距离桥墩位置、填土高度及施工机械对承台位移均有重要影响,且存在明显的非线形对应关系。对比各工况结果可知:合理安排施工机械、降低施工阶段活载,可明显降低对既有铁路桥梁结构位移的不利影响。