一种并行桥梁检查车结构设计与受力分析

针对并行桥梁的特点,提出了一种轨道走行式的并行桥梁检查车。该车呈倒T形布置在两幅桥中间,可沿纵桥向移动并上下伸缩,其下部检查平台可以旋转,从而从两幅桥中间穿过。介绍了并行桥梁检查车的整体结构设计,并对关键结构做了详细分析。最后对整车做了有限元受力分析,结果表明检查车结构安全可靠。     

铁路钢桁梁桥结构校验系数研究

以2座铁路钢桁梁桥的试验数据为基础,介绍钢桁梁结构校验系数通常值的适用条件及其特点,研究桥梁的理论内力和变形与平面、空间计算模型的相关性,分析钢桁梁挠度实测校验系数,杆件和纵、横梁应力实测校验系数的特征,提出利用实测的应力、挠度和结构校验系数定量评价桥梁强度和刚度的方法。研究结果表明:钢桁梁桥检定试验宜采用空间模型计算杆件的内力和结构变形,并由此得到结构校验系数;现有简支钢桁梁的结构校验系数通常值不适用于连续钢桁梁;采用结构校验系数换算求得设计活载下的杆件应力和桥梁挠度,可较为准确地评价桥梁结构的强度和刚度。研究结论可供相关单位桥梁检定和规范修订时参考。     

填充长度对部分填充混凝土钢桁梁桥力学性能的影响分析

部分填充混凝土钢桁梁桥作为一种新型桥梁结构形式,在大跨度组合钢桁梁桥中得到了实际应用。以天津某部分填充混凝土钢桁梁桥为研究对象,利用大型有限元软件ANSYS建立其有限元模型,定义填充长度与中跨跨度之比为混凝土填充系数,系统讨论了填充系数对钢桁梁桥位移、应力和动力特性等力学性能的影响。结果表明,部分填充混凝土能减小钢桁梁桥的竖向位移,减小钢桁梁桥下弦杆的应力,增加钢桁梁桥的刚度,提高其承载力;填充系数对桥梁位移、应力和动力特性的影响不尽相同,设计时应综合考虑选择填充长度。     

考虑车-桥耦合的重载铁路钢桥局部疲劳分析

研究目的:基于车-桥耦合振动理论,以64 m简支钢桁梁桥为实例,研究重载铁路钢桁梁桥局部疲劳可靠度问题。首先建立64 m简支钢桁梁桥的车-桥动力学模型,通过现场试验结果验证模型的准确性,并确定桥梁最不利疲劳部位;然后基于Monte Carlo方法,将车速和轨道不平顺作为随机变量,随机选取100个车速和轨道不平顺的组合样本;利用Miner线性疲劳累积准则和概率密度函数方法,得到钢桥最不利疲劳部位的等效应力范围和年疲劳损伤系数的概率分布,并给出桥梁局部疲劳损伤系数与列车编组的关系式;最后分析不同列车类型和行车速度条件对桥梁疲劳损伤的影响。研究结论:(1)在考虑参数随机概率分布的条件下,桥梁最不利疲劳部位的等效应力范围和年疲劳损伤系数均服从Lognormal分布;(2)当货运列车年运量一定时,列车轴重是桥梁局部损伤的主要影响因素,桥梁的疲劳损伤随轴重增加而增大;(3)在设计时速范围内,列车速度与桥梁疲劳损伤的相关性不强;(4)本研究成果可为重载铁路钢桁梁桥设计与疲劳性能评估提供参考。     

紧邻高铁钢桁梁桥主要施工技术

为保证桥梁施工期间邻近高铁的运营安全,降低施工对高铁运营的影响,以南京宁和城际轨道交通工程跨板桥河钢桁梁桥为背景,介绍桥位处受河道、汛期、管线、地质条件及高铁等多因素影响条件下桥梁主要施工技术。采用全回转钻机施工深富水层嵌岩钻孔桩,避免了对既有高铁桥梁基础的扰动;采用侧位膺架法平行带纵坡拼装钢桁梁,利用自锚式千斤顶台车顶推就位,避免了施工时对高铁进行施工封锁。     

公铁两用钢桁梁温度场边界条件及分布研究

以沪苏通长江公铁大桥主航道桥为工程背景，基于该桥梁结构健康监测系统运营期极端高温和低温的现场实测数据，对既有温度场边界条件进行修正，并运用有限元软件ANSYS对钢桁梁结构温度场时空分布进行研究。结果表明：桥梁结构温度场受结构的形式、尺寸和材料特性，桥梁的轴线方向和经纬度，风速风向及大气温度等因素的共同影响；在进行其温度场边界条件计算时，太阳直接辐射计算应考虑钢桁梁结构遮蔽影响，对流换热计算应考虑钢桁梁结构中存在双面对流换热现象及风速折减，辐射换热计算应考虑结构表面倾角、流体温度和桥梁结构温度及二者温差的影响；因结构材料导热特性存在差异，钢桁梁温度场分布在时间和空间上分别具有时滞性和横（竖）向差异性，桥梁钢结构和沥青桥面分别约在14:00和15:00达到自身最高温度，且在15:00各结构之间温差较大，最高可达18.4℃；公路桥面、铁路桥面顶板和底板、中间横联与其连接的腹杆连接点是温度差异显著部位。     

基于导轨机器人的重载铁路钢桁梁智能巡检技术研究北大核心

传统桥梁检查以人工目测、测量检查为主,费时费力,检查人员作业危险性高。为了解决上述问题,选择重载铁路钢桁梁为研究对象,提出了一种基于导轨机器人的桥梁检查技术。本文介绍了导轨机器人的硬件设计、图像识别体统和系统平台设计。该导轨机器人是集自动化、计算机和网络通信为一体的智能化自动巡检系统,可以辅助甚至代替人工检查,缩短检查周期,提高检查效率和准确率。     

市域铁路常用跨度梁梁型选择与桥面布置分析

常用跨度梁桥是我国铁路桥梁的主要结构形式,选取经济合理、造型美观的截面形式及合理的桥面宽度,对于控制桥梁结构的工程投资至关重要。参考我国高速、普速和城际铁路设计经验,研究市域铁路常用跨度梁的结构选型与桥面布置,分析影响桥面宽度的主要因素,得到以下结论:(1)常用跨度梁桥的结构形式可选用预应力混凝土简支箱梁、U梁和T梁,宜优先选用简支箱梁。(2)双线梁最小桥面宽度取值可为:窄体车T梁的为7.8m,窄体车箱梁的为9.8m;宽体车T梁的为8.2m,宽体车箱梁的为10.2m。(3)常规桥梁可通过设置养护维修便道,利用移动式桥梁检查车进行日常检查维护,桥面布置可不考虑桥梁检查车通道的设置。(4)常用跨度梁选用T梁时,人行道宜优先采用钢-混组合板结构。     

大跨度公路城轨两用斜拉桥车桥耦合振动分析

用多刚体结构模拟车辆,空间杆系单元模拟桥梁,建立车桥耦合动力系统。以某公轨两用斜拉桥为例,分别采用空间杆系单元模型与空间杆系—板混合单元模型分析了桥梁的自振特性,两种模型的计算结果吻合较好。针对空间杆系单元模型,采用动力时程分析方法,计算了轻轨车和汽车以不同车速通过该桥时的车桥耦合空间振动响应。计算结果表明:桥梁具有足够的竖向与横向刚度,车辆通过桥梁时的舒适性与安全性能满足要求,轻轨车和汽车同时过桥时相互之间存在影响。     

适应提速需要改制检查作业车

列车的高速、重载，对桥梁设备的冲击越来越大。设备产生病害的频率不断增高，给长大钢桁梁桥的检查和维修养护作业带来很大困难。针对这一情况。从现场调查、方案选择、实施等方面阐述了唐山工务段根据现场需要改制检查作业车的过程。     

关于高速铁路结合梁的探讨

提出了一种新的桥梁结构型式,即高速铁路结合梁,它既是钢筋混凝土桥面板与钢梁的结合,而且还是桥梁与其架设设备的统一.并对较大跨度结合梁提出了以上承钢桁梁与纵横双向预应力桥面板组合的构想.     

大跨度铁路钢桁梁斜拉桥预拱度设置

研究目的:目前,国内对于预拱度设置研究多集中于悬臂法施工的连续刚构及连续梁桥,对钢桁梁预拱度设置的研究则很少,而对钢桁梁斜拉桥预拱度设置的研究则几乎为零。本文对钢桁梁斜拉桥理想预拱度的设置方法进行研究探讨,为该类桥梁的设计与施工提供指导。研究结论:对于钢桁梁斜拉桥,将各上弦杆的长度调整量设置为变量,并将各上弦杆长度调整量对节点拱度或其它约束条件的影响向量组成带约束条件多元方程组,约束多元方程组解的范围,求解其最逼近的一组解便得到与理论值几乎完全一致的预拱度值。通过对理论解进行取整、合并与调整后便可获得结构较理想的预拱度。     

古城湾特大桥主桥1孔132m双线铁路钢桁梁设计

研究目的:古城湾特大桥是集包第二双线铁路的控制性工程。主桥受控于地形、结构高度、场地等诸多因素,采用1孔132 m下承式无竖杆三角型整体节点平弦简支钢桁梁跨越既有京包双线铁路,建成时为国内最大跨度的双线有砟铁路简支钢桁梁。本文针对该桥结构、桥面系比选、结构分析、低温防脆断跨繁忙铁路干线的桥梁施工方案进行研究和设计。研究结论:(1)桥面系采用纵横梁体系加RPC道砟槽板的方案,减轻了桥面系自重,解决了整体式道砟槽板后期维修和更换的难题,便于后期维护;(2)采用大跨简支结构的可行性,可以避免采用连续结构边跨的浪费;(3)采用合理的板厚、设计构造、焊缝分布、应力控制后,可以解决钢桥低温脆断的问题;(4)本桥采用无平衡重平转法施工方案,极大地减小了施工对既有铁路运输的影响;(5)本桥结构设计、新型的桥面系、创新的施工方案,可为今后设计和施工同类桥梁提供参考。     

新建风陵渡黄河特大桥空腹式箱梁连续刚构设计

对于高烈度地震区大跨桥梁的设计推荐了一种全新的桥式方案——空腹式箱梁连续刚构,该结构是钢管桁架和预应力混凝土板的组合结构。与常规钢桁梁及混凝土连续刚构桥相比,该组合结构具有较大的优势,是一种极具潜力的桥梁结构形式。     

大跨度铁路钢桁梁柔性拱桥极限承载能力研究

研究目的:钢桁梁柔性拱桥具有强大的承载能力及跨越能力,也是大跨度铁路桥梁常用桥型之一,其跨度不断发展。针对铁路钢桁梁柔性拱桥的极限承载力问题,本文同时采用MIDAS及ANSYS两种有限元软件建立一座双主跨360 m的大跨径下承式钢桁梁拱桥的有限元模型,通过对比双主跨满载等三个荷载工况的线弹性承载力分析,并考虑结构几何非线性、几何与材料双重非线性的影响,系统分析大跨度铁路钢桁梁柔性拱桥的极限承载力。研究结论:(1)由线弹性承载力的计算对比分析可知,实际结构在恒载+主跨满载的工况下,结构的受力最不利杆件为拱肋及主桁上弦杆和斜腹杆部分,杆件应力达到屈服时的承载力系数最小为2.06;(2)线弹性极限稳定承载系数介于10.64～12.46,均为拱肋的整体失稳破坏,最不利的荷载工况为恒载+主跨活载,表明桥梁结构的稳定承载力远大于杆件强度承载力;(3)考虑p-Δ效应与整体、局部几何偏位初始缺陷后,计算得到的稳定承载系数依次降低至2.75、2.65,表明几何偏位初始缺陷会显著降低极限稳定承载能力,考虑材料非线性后极限稳定承载力系数进一步降低至2.20;(4)验证了桥梁结构具有良好的稳定承载能力及构件强度承载能力,可为类似桥梁极限承载能力分析提供参考。     

大准线黄河特大桥(96+132+96)m钢桁梁检定试验研究

大准线是运煤重载铁路,运营列车轴重25 t,万吨编组,最高行车速度80 km/h。线路上的黄河特大桥钢桁梁为(96+132+96)m三跨连续式、无竖杆刚性桁梁柔性拱组合体系结构。2011年对黄河特大桥钢桁梁进行了静动载试验,并将本次试验结果与以前测试结果和仿真计算结果进行了对比。静载试验结果表明:钢桁梁在中-活载和恒载作用下,上下游2片主桁受力较均匀;桥梁承载力和竖向刚度符合设计标准,满足使用要求。动载试验表明:桥梁自振频率与成桥时基本一致,说明运营至今桥梁整体性能和技术状态变化较小;实测桥梁杆件动力响应较小,动力性能良好。     

钢桁梁顶推施工中滑道梁设计与安装

滑道梁是钢桁梁顶推施工中重要的临时结构,其质量直接关系到桥梁施工能否安全顺利的完成。本文以黄大铁路黄河特大桥钢桁梁成功顶推到位为背景,重点论述了滑道梁设计、计算、安装等过程的关键技术及要点,为同类工程施工提供了可借鉴经验。     

钢桁梁全焊桁片腹杆与节点焊接连接细节疲劳性能试验研究

为避免焊缝交叉,钢桁梁全焊桁片中,腹杆与节点连接采用带半圆过焊孔的焊接构造。为评估钢桁梁全焊桁片腹杆与整体节点焊接细节抗疲劳性能,对其进行有限元数值模拟及疲劳试验研究。根据实际焊接细节结构特点,基于应力场相似原则完成试验模型设计。利用ANSYS建立实桥结构及试验模型的有限元模型,对应力分布状态及应力集中系数进行比较分析。采用3组9个试件,完成不同应力幅下钢桁梁全焊桁片腹杆与节点连接构造典型焊接细节的疲劳试验,通过数据拟合得到该焊接细节的S-N曲线。结合其他既有疲劳试验数据及欧洲规范、日本规范对该焊接细节疲劳性能进行评估。结果表明:过焊孔与翼缘焊接部位存在较大的应力集中,对焊接节点的疲劳性能有较大削弱;反复荷载作用下,过焊孔与翼缘板交接焊趾处首先产生疲劳裂纹。     

墩顶转体法施工的大跨度曲线钢桁梁桥总体设计及创新——以国道109新线高速公路安家庄特大桥主桥设计为例

国道109新线高速公路安家庄特大桥为全线的控制性工程,左右幅主桥分别位于半径1 600 m和1 500 m的圆曲线上,依次跨越丰沙铁路、永定河和现状109国道,桥梁施工安全、河道防洪和环保要求均较高。为解决上跨铁路需采用转体法施工以及桥墩阻水比偏高的问题,创新提出了大跨度曲线钢桁梁桥墩顶转体法施工以及大直径厚壁钢管混凝土桥墩的设计方案,左右幅主桥分别采用(248.95+248.95) m钢桁斜拉桥和(171.95+171+75.25) m连续钢桁梁,转体长度分别为(248+248) m和(171+171) m,水中墩采用钢管混凝土桥墩。结合桥位处相关工程建设条件,对桥梁孔跨布置、桥式方案、水中墩结构的选择依据进行分析,简要介绍主桥上部结构、下部结构及基础、转体系统等主要设计内容。该桥突破钢桁梁不宜采用墩顶转体施工的技术瓶颈,扩大了连续钢桁梁桥和墩顶转体技术的使用范围;采用大直径厚壁钢管混凝土桥墩,有效降低了墩柱截面尺寸,拓宽了钢管混凝土结构的应用范围;大跨度曲线钢桁梁构造及受力特性较为复杂,采用BIM正向设计技术,实现了复杂结构信息和设计意图的精准表达,提高了设计效率。     

高速铁路桥梁检修车设计

桥梁检修车是利用天窗时间从检修基地快速到达被检查桥梁位置的检修设备。为缩短区间走行时间,增加桥梁检修作业效率,开展了快速轨行式检修车的研究设计。轨行式桥梁检修车以正线轨道为轨迹,行驶速度快、结构稳定。文章介绍了高速铁路桥梁检修车的总体布置、主要技术参数、主要部件特点等。