铁路桥梁技术状况分层分级评估方法

根据国内外相关规范标准及评定方法,提出了基于分层分级的铁路桥梁技术状况评估体系,该评估体系采用分层分级评定与四类单项指标相结合,以桥梁标准病害库为基础,结合四类劣化等级,从桥梁构件单元出发进行评估,分别进行部件、结构部位、全桥状况评定。该方法不仅可以全面评估桥梁结构状况,还可以对桥梁进行分层分级管理,指导养护维修工作。     

基于BIM+GIS的重载铁路桥梁设备管理研究与应用

重载铁路桥梁设备类型多、数量大,传统运维管理多以人工为主,缺乏系统化、信息化管理手段。针对该现状开展基于建筑信息模型(BIM)与三维地理信息系统(GIS)的重载铁路桥梁设备智能运维管理研究与应用,解决桥梁快速建模、BIM模型与GIS融合等关键技术问题。以朔黄铁路为背景,基于GIS平台,融合BIM模型、铁路沿线倾斜摄影模型,实现桥梁设备的三维可视化,构建基于BIM+GIS的铁路桥梁设备管理系统,对推进铁路桥梁设备标准化、信息化、精细化、智能化管理具有实际意义。     

朔黄铁路西留肖中桥病害整治方案研究及施工技术探讨

现场调研及试验研究表明,朔黄铁路西留肖中桥梁体存在大量裂缝,梁跨中竖向挠度超过《铁路桥梁检定规范》规定的挠跨比通常值,梁体竖向刚度不足,难以满足大轴重重载运输要求。对比分析了换梁与改建方案,推荐采用顶进框构桥的方案对该桥进行改建。论述了桥梁改建的总体施工方案及施工控制措施,改建后的桥梁满足大轴重重载运输要求。     

基于层次分析法的铁路桥梁技术状况评估

为全面评估铁路桥梁结构技术状况,结合国内外桥梁评定方法,建立了基于层次分析法的铁路桥梁分层分级评估体系。该方法以桥梁构件为最小单元,结合其劣化等级划分,采用分层分级评定与4类单项指标相结合,分别进行部件、结构部位、全桥状况评定。以一混凝土桥梁为例,计算了当前桥梁结构状况。结果表明:当前桥梁结构状况良好,评估结构与桥梁实际情况相符。建立的评估体系以桥梁病害为基础,结合层次分析法,评估桥梁各层级状况,有利于准确掌握桥梁运营状态,对指导桥梁养护维修具有较大意义。     

朔黄铁路64m双线栓焊钢桁梁强化改造技术研究

为实现在朔黄铁路规模化开行2万t重载列车,年运量达到4亿t及以上的生产目标,需要对既有铁路桥涵进行重载适应性评估及强化改造,以确保重载运输条件下既有桥涵的运营安全。本文对朔黄铁路64 m双线栓焊钢桁梁进行了桥梁状态检测,针对钢桁梁的薄弱环节进行了强化改造技术研究,确定了在主桁杆件翼缘板内侧栓接钢板,在纵梁下翼缘栓接钢板的加固方案,并实施了强化改造。改造后效果达到预期。     

64m栓焊钢桁梁重载适应性分析及强化对策

根据神华铁路既有路网扩能改造计划,将在朔黄铁路规模化开行2万t重载列车,达到年运量4亿t及以上的生产目标。发展重载运输须研究既有桥梁的重载适应性问题。本文通过对重载列车作用下既有64 m栓焊钢桁梁在承载能力适应性和疲劳累积损伤的分析、计算,提出在轴重30 t列车作用下既有64 m钢桁梁的薄弱环节,并针对薄弱环节进行了强化改造措施研究,提出了强化对策。     

大轴重列车对既有线简支T梁的静力影响研究

以朔黄铁路为工程背景,从静力学的角度针对列车轴重250、280、300、330 kN情况下,对朔黄铁路跨度24、32 m简支T梁的刚度、强度、抗裂性以及桥面板局部承压等进行了分析。通过静力分析可知:轴重280 kN的列车虽然对桥梁结构的承载能力影响较小,但其运能提高不显著,运行轴重330 kN的列车需对桥梁结构进行全面加固,而运行300 kN轴重的列车仅需对桥梁结构进行局部加固即能满足承载力的要求,因此既有朔黄铁路重载运输的列车轴重提高到300 kN是较为适宜的。这对我国重载铁路的发展具有一定的借鉴意义。     

30t轴重下朔黄铁路轨道结构强化技术试验研究

本文针对朔黄铁路开行30t轴重货车时既有轨道的适应性与强化措施等问题,进行了系统的理论与试验研究。采用动力仿真分析与30t轴重货车实车试验相结合的方法,分析30t轴重下轨道结构的适应性。朔黄铁路既有轨道结构能满足大轴重货车近期少量开行的要求,但大轴重货车作用于轨道的动态荷载会明显增加,既有轨道结构面临轨道部件伤损增加、疲劳寿命缩短、小半径曲线稳定性储备不足等问题。根据30t轴重下轨道结构荷载特点,有针对性地开展轨道结构强化措施的研究,重点开展SH-Ⅰ型重载轨枕与SH-Ⅰ型重载扣件、小半径强化措施、75kg/m钢轨移动闪光焊技术、直线钢轨打磨廓面、重载道岔的研发等工作,各强化措施均已在朔黄铁路实施。对朔黄铁路既有轨道结构的强化改造,可全面提升轨道结构等级,能满足30t轴重货车的运营要求。     

重载铁路并置T梁横向加固运营性能研究

随着我国既有铁路扩能运输的实施,运营列车整列载运量和单列轴重的增加,既有铁路梁体横向刚度偏小引起桥梁振幅过大、冲击振动加剧等,严重影响了铁路桥梁的安全运营。以朔黄铁路32 m预应力混凝土并置T梁为研究对象,以不同轴重运营列车车辆轮对的蛇行波为激振源,采用理论分析、现场实测方法,研究列车通过横隔板加固联结后桥跨结构的横向振幅的响应过程和变化规律,评价梁体的加固效果,为重载铁路并置梁的加固研究和维护管理提供科学依据。     

海外重载铁路桥梁适应性设计研究

海外重载铁路通常具有速度低、站线长、服役年限短、桥梁分散且长度短等特点,桥梁设计可以结合其特点量体裁衣进行定制,包括设计活载、截面选型、简化设计等适应性研究。通过选择合适的车辆活载及发展系数确定桥梁的作用,并对我国既有标准梁的适应性进行分析和简化改进,探索出在海外重载铁路桥梁设计研究方面的一些思路,增强设计的针对性和有效性。     

既有铁路桥梁状态评估指标体系和方法研究

基于大量学者关于桥梁结构状态评估的研究成果,建立既有铁路桥梁结构状态评估指标体系。在总结国内外桥梁状况评估分级和评定标准的基础上,提出基于可靠度理论的既有铁路桥梁状态评估标准。根据层次分析法原理,计算出评估体系的综合集成权值,并结合模糊理论,定义结构平均损伤度,从而形成一套新的基于可靠度理论的既有铁路桥梁状态评估方法。最后,给出一个既有铁路桥梁状态评估实例说明所提出方法的实现过程。     

TD-LTE技术构建朔黄铁路宽带移动通信系统可行性研究

朔黄铁路3.5亿吨扩能改造后,需开行2万吨重载列车,既有无线通信系统无法满足机车同步操控的业务需求。研究了朔黄铁路宽带移动通信的业务需求,并对适用于业务需求的移动通信技术进行了分析和论证。通过朔黄铁路40km试验段的测试验证,表明TD-LTE技术作为新一代通信技术,适用于构建朔黄铁路宽带移动通信系统。     

我国既有铁路桥涵对大轴重货车开行适应性分析

国内外重载运输经验表明,货物列车轴重的增加能够有效提高运输效率,具有较好的经济性.我国既有铁路开行重载货物列车能够有效缓解运输压力,但加大了作用于铁路基础设施上的荷载.通过介绍我国铁路桥梁设计活载标准、货车发展历程,对运行不同轴重货车条件下1~200 m 跨度的桥梁储备量进行对比分析,结合既有研究成果分析了既有桥涵开行大轴重货车需要解决的关键问题,并提出了我国既有线开行的货车轴重和参数建议值.     

基于直接概率积分法的重载铁路RC梁疲劳可靠度分析

既有重载铁路线路运营列车轴重提高会造成钢筋混凝土(RC)梁产生更加严重的疲劳问题,影响桥梁的服役性能。为研究重载铁路RC梁的疲劳可靠度,从概率的角度保障重载铁路桥梁的服役安全,根据重载铁路的运营特点,建立重载铁路RC梁的疲劳功能函数,提出基于直接概率积分法的重载铁路桥梁结构的疲劳可靠度分析方法。以某既有重载铁路跨度为8 m的RC简支板梁为例,分析该重载铁路的不同轴重货运列车的荷载模型,将列车轴重与动力系数作为随机变量,并通过移动荷载法与雨流计数法获取钢筋等效应力幅的概率模型。在此基础之上,结合重载铁路的等效运营谱,对跨度为8 m的RC板梁进行疲劳可靠度评估,并探讨年运量及列车轴重对疲劳可靠度的影响。研究结果表明：直接概率积分法能够高效精确地对重载铁路RC梁进行疲劳可靠度评估。在该重载铁路运营的前20年,疲劳失效概率均小于规范规定的限值。随着重载铁路年运量的提高,RC板梁的疲劳失效概率显著增大。运营列车轴重从23 t增大至25 t对RC板梁的疲劳可靠度影响较小。开行30 t轴重列车会造成RC板梁的疲劳可靠度严重下降,需要加强重载铁路桥梁的养护维修。研究结果可为重载铁路RC桥梁的设计与养护...     

朔黄铁路移动闭塞信号系统设计与关键技术研究

随着铁路货运量的逐年提升,三显示自动闭塞追踪间隔日益不满足运输需求,朔黄铁路对安全防护设备提出更高的要求。在阐述朔黄铁路移动闭塞系统技术的基础上,将既有信号系统和移动闭塞信号系统进行适应性分析对比,通过采用多传感器信息融合定位、列车卫星定位、列车完整性检查、行车许可计算、重载列车安全制动模型、技术站发车能力和ATP与LKJ不停车切换技术,得到适用于显著提高朔黄铁路运输能力的信号系统,提升了我国在重载铁路移动闭塞核心领域的研究水平。     

朔黄铁路大机捣固预测与维修决策系统研发

针对朔黄重载铁路线路设备特点和大机捣固维修管理实际需求,研发了朔黄铁路大机捣固预测与维修决策系统。该系统集成了朔黄铁路轨道质量分级管理标准、轨道质量发展规律预测、大机捣固经济维修决策等技术,实现了朔黄重载铁路线路运维数据管理,大机捣固质量指数(MTQI)及其劣化率分布分析与趋势预测、大机捣固维修决策及作业效果评估等功能,为朔黄铁路大机捣固维修提供科学化、智能化决策支持。     

铁路桥梁病害库和管养知识库的构建及应用研究

为适应铁路桥梁检养修作业智能化发展趋势,固化成熟经验,将信息化技术与检养修流程深度融合,构建了铁路桥梁病害库和管养知识库,包括标准知识库体系和基于BIM的运营养护系统2大模块。对铁路桥梁运维单元进行分类和枚举,并以此为本体,利用IFD (International Framework for Dictionaries)编码实现知识库体系的内在关联,制定了劣化标准库、检查库和维修库的编号规则,形成了作业指导书形式的检查库及维修库。研发了基于BIM的运营养护系统,实现了智能巡检、桥梁病害的统计分析和桥梁状态的定量评分。研究成果升级了检养修管理模式,为铁路桥梁全生命周期信息互反馈和预防性维修提供了条件。     

既有铁路钢桁梁桥运营性能的检测与评价

阐述既有铁路桥梁评价的内容和标准,针对评价标准提出了相应的检测方法。在朔黄铁路64 m栓焊下承式钢桁梁双线铁路桥的应用实践证明,该评价标准和检测方法对既有铁路钢桁梁桥运营性能的评价是合理的。     

山西中南部重载铁路桥梁设计活载标准研究

研究目的:铁路列车活载标准是铁路桥梁设计的核心参数,其活载图式的拟定需综合考虑移动装备现状与发展、运输模式、运营速度及加载方式等因素。本文以山西中南部铁路通道为工程背景,针对国内既有的轴重30 t重载货车,共拟定6种不同运营活载图式,根据该重载铁路桥梁的设计活载中-活载(2005)(Z=1.2),计算设计活载相对6种不同的运营荷载的发展储备系数,明确该重载铁路桥梁设计活载标准的发展储备水平,即对于小跨度和大跨度桥梁,设计活载发展储备系数较小,中等跨度桥梁设计活载发展储备系数较大。研究结论:(1)通过对设计活载发展储备系数计算分析,山西中南部铁路通道桥梁设计活载采用中-活载(2005)(Z=1.2)能够满足开行既有30 t轴重货车的要求;(2)该活载标准对于1~12 m桥涵,设计活载的发展储备系数偏低,设计活载储备系数在1.0~1.2之间;对于加载长度12~200 m桥涵,设计活载的发展储备系数均在1.2以上;(3)中-活载(2005)的荷载图式中特种荷载值偏低致使小跨度桥涵荷载储备偏低,因此该活载图式特种荷载值需要提高;(4)该研究成果可直接用于后续的重载铁路桥梁设计。     

30t轴重下朔黄铁路桥涵结构强化技术试验研究

通过调研朔黄铁路桥涵结构的运营现状,分析30t轴重货物列车运营条件下各种跨度桥梁运营活载效应与设计活载效应比值,提出朔黄铁路大轴重重载运输强化改造设计活载图式,开展朔黄铁路30t轴重货车实车综合试验,根据各类桥涵结构特点和试验结果,得出大轴重重载列车对桥涵结构的作用规律。从钢筋混凝土简支梁、普通高度预应力混凝土梁、低高度及超低高度预应力混凝土梁、桥梁支座、钢筋混凝土涵洞及框构桥和墩台基础等方面,分析了大轴重重载运输条件下桥涵结构面临的主要技术问题,研发了预应力碳纤维板强化、辅助梁强化、小跨度桥涵强化等技术,研制了新型重载支座。各强化技术与措施经朔黄铁路工程实施与强化效果验证,可提高桥涵结构承载能力,能满足30t轴重货车运营要求。