高速铁路路基段超高声屏障荷载取值与分析

鉴于高速铁路路基声屏障设置高度有增加的趋势,加之现行铁路行业声屏障通用参考图不能涵盖声屏障高度≥5 m的情况。为解决高速铁路路基段高度≥5 m的直立式声屏障设计问题,找出超高声屏障荷载取值和荷载组合的规律性。从高速铁路路基声屏障荷载分类、荷载计算入手,通过对影响水平荷载取值因素分析,系统阐述水平荷载取值全过程。对不同列车速度下,有车与无车两种工况计算所得的基本组合、标准组合的荷载效应进行分析,举例说明在5 m至12 m声屏障高度范围内,不同工况、不同荷载组合以及不同速度目标值下荷载效应的变化情况,给出柱顶水平位移分析、立柱根部弯矩和剪力等主要效应随高度变化的规律,并针对路基段超高声屏障结构设计中遇见的高路基、高抗震设防烈度等特殊情况提出设计建议。     

紧急疏散工况下大跨度候车厅的人致振动响应分析

以高铁北京南站高架大跨度候车厅为对象,分析紧急疏散工况下的人群集体流动特征和可能的疏散路线;根据统计确定单人步态参数,并结合单人行走荷载,分别构建等效人群荷载模型、随机概率分布人群荷载模型和人群集度荷载模型;基于交通运输学领域的人群到达模型,结合北京南站实际的京沪高铁列车时刻表,确定人群荷载分布。运用ANSYS软件构建大跨度候车厅结构的有限元模型,针对紧急疏散不同时期的情况,施加相应的人群荷载激励时程,进行大跨度候车厅结构的人致振动响应分析。结果表明:在紧急疏散过程中,随着人群步频的加大和人群集度的增加,结构人致振动加速度响应显著增大,自由行走区的人致振动大于主候车区的人致振动,自由行走区和主候车区的人致振动加速度响应分别是疏散前的9.3倍和1.5倍;候车厅的人致振动加速度响应比疏散前大的结构面积达30.6%。因此,为保证大跨度候车厅结构的振动舒适性和安全性,在设计时需要考虑人群紧急疏散效应。     

TMD减振技术在沈阳站房大跨度楼盖中的应用研究

新型铁路站房楼盖具有跨度大、刚度小、阻尼比低的特点,使得大跨度楼盖结构在人群活动下容易产生较大的振动,从而引起候车旅客的不舒适。基于国内外相关的研究成果,构造人群荷载的力学模型。针对沈阳站房大跨楼盖工程,选取TMD装置对结构进行人群荷载作用下的振动控制与舒适度设计,分别对多种人群荷载工况下减振前后楼盖结构的动力响应进行全过程分析,并对楼面结构减振前后的峰值加速度指标进行对比分析。结果表明:大跨楼面结构采用的TMD减振方案可以满足人群荷载作用下的舒适度要求,减振效果良好。     

南京地铁东井亭车站结构设计

本文以南京地铁东井亭高架车站为设计实例，对城市轨道交通高架车站在荷载取值、工况及内力组合、结构计算等方面的特殊性进行了分析，为同类工程的结构设计提供了参考。     

预应力混凝土箱型弯梁桥温度效应分析

以某预应力箱型弯梁桥为研究对象,考虑4种温度场与行车荷载共同作用的情况,采用ANSYS建立三维实体模型,分析计算了该4种工况下作用短期效应组合应力,重点对比分析了温度应力对其控制组合应力的影响。对比分析得出,桥梁设计时应力应考虑均匀升温与行车荷载共同作用的影响,径向位移和轴向位移应考虑均匀降温与行车荷载共同作用的影响,竖向位移应考虑升温温度梯度作用与行车荷载共同作用的影响。     

丹大铁路两连续梁相接处桥墩设计分析

详细论述了铁路两连续梁相接处桥墩的总体设计思路,给出了设计流程,并以丹大铁路一处实际工点为例,展示了从拟定桥墩外形、结构尺寸到计算所受的主力、附加力、地震荷载和其他特殊荷载的计算方法.地震荷载需要结合实际工点的地质条件和地震带区域划分,以Midas建模求解.计算桥墩截面内力时,需要分析桥墩在施工及运营阶段可能受到的各种荷载组合,取最不利工况进行配筋.铁路桥墩的设计,均可以上述流程和思路作参考.     

曲线异形双层人行钢桁梁力学性能研究

为了研究曲线异形双层人行钢桁梁力学性能,依托国内首座双层人行钢桁梁,以有限元法为基础,借助结构分析软件Midas civil建立异形钢桁梁数值模型,计算双层人行桥各荷载组合作用下结构各部件应力和结构纵、横向挠度,并结合异形双层钢桁梁特点,计算结构稳定系数及支反力,同时研究人字叉对结构稳定及支反力的影响。研究结果表明:最不利荷载组合作用下,结构最大拉、压应力均发生在斜腹杆位置,由最不利荷载工况引起的结构最大纵向挠度为L/1 340,结构挠度及各部件应力满足规范要求,上层满布人群荷载时结构稳定性系数最小,设置人字叉时,结构稳定系数变化较小,主要削弱边支点支反力峰值,起平衡结构支反力的作用。     

波形钢腹板-钢底板-混凝土顶板组合箱梁的有效分布宽度研究

考虑混凝土顶板和钢底板不同的模量,结合变分法推导波形钢腹板-钢底板-混凝土顶板(简称CSWSB)组合箱梁剪力滞效应的控制微分方程组和边界条件,建立CSWSB简支组合箱梁跨中集中荷载、均布荷载作用下剪力滞系数和有效分布宽度的计算公式,采用模型试验梁对2种荷载工况下单箱单室组合箱梁的剪力滞效应和有效分布宽度进行分析。研究结果表明:简支组合箱梁在集中荷载和均布荷载作用下剪力滞系数表达式正确,集中荷载作用下的剪力滞效应比均布荷载作用下的剪力滞效应明显,上翼缘板的剪力滞效应比下翼缘板的剪力滞效应明显;根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》计算CSWSB组合箱梁翼板有效分布宽度时,与理论计算局部差值达到了10%,富余量较小;与《钢-混凝土组合桥梁设计规范》计算CSWSB组合箱梁翼板有效分布宽度对比,整体差值率偏大,设计中应给予重视。     

丹大铁路高填土框构桥设计

以丹大铁路小华尖框构桥为例,建立仿真模型,对二期恒载、恒载土压力、活载土压力和列车活载冲击系数等进行荷载分析;利用Midas Civil软件并结合有关规范要求,进行荷载工况仿真计算,根据计算结果进行框构配筋;采用“理正岩土计算”软件,结合框构两侧出入口的挡墙设计,进行地基处理和挡墙稳定性验算;提出框构设计应充分考虑各种荷载的组合情况,对可能出现的各种荷载形式分别进行计算等结论.     

武汉古田二路高架车站结构设计

以武汉轨道交通古田二路高架车站的结构设计为例，介绍了高架车站结构的常见形式、形式选取及桥建结合体系高架车站的设计要求及荷载组合与取值。通过对桥建结合体系高架车站框架横梁和框架柱的管力分析，确定框架横梁和框架柱分别采用主力工况和抗震工况计算。     

哈齐客运专线四线铁路桥墩设计

以哈尔滨至齐齐哈尔客运专线松花江特大桥主桥桥墩为例,详细论述四线铁路桥墩的设计思路与设计方法,给出四线铁路桥墩设计时应重点关注的荷载组合工况;通过对冰压力荷载的分析,提出高纬度严寒地区桥墩的设计建议,对相同类型的工程具有一定的参考和借鉴意义。     

北京北站站台大跨度张弦桁架雨棚设计研究

针对北京北站站台大跨度张弦桁架雨棚结构设计中抗风、抗震、温度作用以及支承柱稳定等难点问题,采用有限元法进行各种荷载组合工况下雨棚结构的受力分析。结果表明:张弦桁架构件的设计主要受活载参与组合工况控制,而支承柱及其基础的设计则受地震作用参与组合工况控制;风荷载的作用使拉索索力减小,当拉索完全松弛后,张弦桁架的受力性能会发生质的下降,通过优化张弦桁架的矢高和垂距、桁架断面高度以及拉索截面积等参数,可提高雨棚结构的抗风性能;支承柱的刚度会直接影响雨棚结构的失稳模式和稳定承载能力,设计时应保证支承柱不先于上部的张弦桁架发生失稳。研制的2种新式铸钢节点有效地解决了拉索节点受力大、构造复杂等设计难点。     

考虑初始几何缺陷的大跨度上承式钢管混凝土拱桥的非线性稳定研究

以主跨430 m的上承式钢管混凝土拱桥为研究对象,建立ANSYS空间有限元模型,对大桥进行非线性稳定性分析,研究了正、反对称偏心对大桥稳定性的影响,并分析了该桥6个关键工况的失稳形态。结果表明,正、反对称初始几何缺陷削弱了结构的刚度,增大了拱桥的初始附加弯矩,但各关键工况下的稳定系数均2,满足相应的规范要求。各工况下结构的失稳形态与自重荷载工况类似,均以面内失稳为主,主要原因是结构自重为主要荷载,其它荷载的作用效应均小于自重引起的荷载效应。初始几何缺陷虽不会改变结构的失稳模态,但会引起荷载的稳定系数变小,应当引起足够重视。     

大跨度钢-混凝土叠合梁斜拉桥结构静动力特性分析

以赣江二桥为研究对象,通过有限元程序ANSYS 15.0建立该桥的三维实体有限元模型,对大桥的静、动力特性进行了分析。结果表明:在正常使用状态内力组合和承载能力极限状态内力组合两种荷载工况下,钢-混凝土叠合梁跨中位移以及主塔位移均较小,主梁未出现拉应力,主梁及主塔应力有足够安全储备,均满足规范要求。该桥的一阶自振周期为4.215 8 s,相比一般大跨斜拉桥较小,而主梁竖弯、扭曲较早出现,说明钢-混凝土叠合梁斜拉桥具有整体刚度高,对地震、风荷载等动力作用较为敏感的特点。     

大跨度体育场看台挑蓬结构设计分析

介绍了某大跨度挑蓬结构荷载取值,工况组合方法,并运用大型通用有限元软件SAP2000建立了三维有限元分析模型。结合具体结构设计进行了动力特性分析,静力分析,多遇地震向应分析和稳定分析,结果表明,本结构安全可靠,具有良好的整体稳定性和抗震性,可为以后的工程实践提供参考依据。     

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。     

地铁站台屏蔽门系统的结构强度与安全性分析

根据地铁站台屏蔽门的安装限界要求,分析了站台屏蔽门系统的荷载工况.针对最恶劣荷载工况,采用通用有限元软件ANSYS,对结构的整体刚度特性和结构变形量进行了计算,对站台屏蔽门系统的结构安全性进行了分析.     

铁路新活载双孔重载加载方法探讨

铁路活载是铁路桥梁设计的重要荷载,为解决新活载双孔重载加载点计算问题,准确快速求解桥墩双孔重载值,对现有双孔重载加载点判据的科学性进行探讨及理论分析.基于统一的参数化新活载图式,对可能出现的不同梁跨组合划分为5种工况,利用极值求导法,对5种工况分别推导出加载点及双孔重载计算表达式,并利用高铁桥梁常用的3种跨度组合进行测...     

无砟轨道桩板结构路基设计计算

鉴于无砟轨道桩板结构路基没有相应的设计规范,在分析其结构特点和使用要求的基础上,借鉴相关行业标准和研究成果,将荷载分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载,提出按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载效应组合,取各自的最不利组合以分项系数形式的表达式进行桩板结构路基设计计算。对荷载分项系数、组合值系数、准永久值系数以及结构抗力设计值和正常使用规定限值提出建议值。建议:承载板长度宜取20~50 m、厚度宜取0.5~0.8 m,并按一定原则设置;桩间距纵向宜取5~10 m,横向宜与线间距相对应;设置过渡段以满足过渡衔接处差异沉降和竖向转角要求。     

地铁车辆门扇变形仿真与模态分析

乘客上下车时,拥挤的人群对地铁列车车门门扇的挤压易导致门扇的弯曲变形,甚至引起列车车门的机械零部件损坏。以某型号地铁车辆塞拉门为研究对象,建立门扇有限元分析模型,模拟施加拥挤人群对门扇的挤压力和冲击力,对门扇进行变形仿真分析与模态分析,找出了门扇变形严重区域与共振频率,为门扇的优化设计和避免车辆与门扇的共振提供了理论依据。