低速磁浮轨道梁的温度效应分析

建立低速磁浮轨道梁有限元模型,通过稳态热传导分析,获得上下表面温差和左右侧面温差荷载作用下轨道梁的温度场,运用热-结构耦合分析方法,计算了不同温差荷载作用下磁浮轨道梁的温度变形。计算结果表明,磁浮轨道梁的温度沿温差荷载作用方向近似线性分布,温度梯度随温差值增加而增大;在本文计算条件下,环境温度对轨道梁的温度变形影响较小,当温差荷载大于20℃时,温度引起的磁浮轨道梁竖向或横向挠度超过高速磁浮交通相关规定限值,故实际工程应用中有必要对低速磁浮轨道梁的温度效应进行校核分析。     

考虑内腔空气影响的高速磁浮轨道箱梁日照温度场研究

高速磁浮混凝土轨道梁在日照作用下温度分布不均匀,易引起梁体变形、开裂,影响行车安全.本文以上海浦东地区的气候条件为基础,研究了日照辐射下高速磁浮混凝土轨道箱梁的温度分布规律.首先基于固体传热和流体传热理论计算了浦东地区的太阳辐射值,然后建立了混凝土轨道箱梁有限元模型,并在考虑箱梁内腔空气传热效应的前提下计算了轨道梁整体...     

中低速磁浮交通简支轨道梁设计研究

为研究选择合适的中低速磁浮交通简支轨道梁结构型式,基于中低速磁浮交通的特点,分析国内外磁浮线路的桥梁型式及跨度;以长沙中低速磁浮为工程背景,在满足使用功能、技术经济性、美观及养护等要求下,对比分析了各梁高、梁型条件下轨道梁的差异,研究选取合理桥梁跨度、结构型式,并对梁部的构造设计和接口设计进行了初步的论述。得出以下结论:(1)对比国内外磁浮线路的桥梁型式及跨度,综合已建工程实例和长沙磁浮工程可行性研究及初步设计阶段比较结果,高架区间拟采用梁高2. 1 m、跨度25 m简支梁为主;(2)综合考虑技术经济性、施工便捷性、线路后期维护、景观效果等,轨道梁采用并置单线箱梁方案;(3)针对轨道梁进行横联设计及曲线轨道设计,同时兼顾桥上设备、电缆等的布置及疏散、检修通道的空间设置,完成其接口设计。     

混凝土单箱双室磁浮轨道梁的日照温度场分布研究

日照作用下混凝土单箱双室磁浮轨道梁的温度场分布不均匀,易引起变形、开裂,影响轨道平顺性及行车安全性。基于传热学原理,结合上海夏季辐射和气温等气象资料,针对日照作用下混凝土双室箱梁的温度场分布展开有限元模拟分析,研究了不同时刻时轨道梁截面的温度分布规律,得到了箱梁在不同时刻的温度云图;提取最大竖向温差时刻腹板和最大横向温差时刻底板中线的温度值,拟合后得到横向与竖向的温度梯度曲线,与规范温度梯度对比后发现:竖向温度梯度峰值比规范值大,变化更加剧烈,且在底板附近存在反向温差,横向温度梯度峰值比规范值小,变化也更加剧烈且同样存在反向温差,双室箱梁的温度梯度模式与规范不一致。     

长沙中低速磁悬浮轨道梁制造技术研究

长沙磁浮快线是我国首条具有自主知识产权的中低速磁浮商业运营线,作为关键技术之一的轨道系统,轨道梁的生产成本和精度控制影响着今后中低速磁浮交通的推广使用。结合长沙中低速磁悬浮轨道梁的结构特点,从模板系统、混凝土配制浇筑、张拉压浆、养护及BIM技术应用等方面,介绍了中低速磁悬浮轨道梁关键制造技术的改进措施和控制要点;结合磁浮梁场的生产能力,对梁场主要机械设备配置进行了简述,为今后中低速磁悬浮施工项目提供经验借鉴。     

温差作用下磁浮轨道梁变形分析及比较

以磁浮上海线为背景,应用有限元程序ANSYS对温度作用下的三种不同截面的磁浮轨道梁进行稳态分析,在不同的环境温度下施加温差荷载,得到温度场分布曲线和轨道梁的最大位移,并将计算结果与现有规定比较,结果显示现有规定过于严格.     

高速磁浮大型箱梁日照温度效应分析

磁浮系统对于轨道梁的温度变形控制要求极高,现有规范对于温度梯度的规定没有考虑不同地区气候因素的影响。在已有文献试验数据的基础上,验证有限元拟合箱梁温度效应的正确性,建立磁浮箱梁有限元模型,研究日大气环境下箱梁在上海与青岛两地的温度效应,在此基础上研究风速对于箱梁温度梯度的影响。结果表明:不同地区由于日照辐射、风速、大气温度等因素的不同,箱梁的竖向与横向最不利温差大小不一致,但温差分布趋势一致;竖向与横向温差梯度与规范相比存在一些区别,主要表现为温差不是单方向减小;3种方法计算的竖向温度变形中,拟合公式由于没有考虑箱梁横向温度梯度,其计算的竖向温度变形最小,规范公式与三维模型计算结果相近;风速对于箱梁的温差有较大影响,风速越大,温差越小,实际工程应考虑当地风速的大小。     

基于车桥耦合的磁浮轨道梁中速适应性研究

研究目的:为探讨25 m跨长沙既有磁浮简支梁桥与梁上承轨简支梁桥两种轨道梁结构的中速适应性,基于有限元原理建立两种磁浮轨道梁的有限元动力分析模型,对其自振特性进行分析;基于多体动力学理论,建立了具有120个自由度的中低速磁浮车辆动力学模型;考虑PID悬浮主动控制下的悬浮控制力,建立了完善的磁浮列车-轨道梁-控制器耦合模型。依据该耦合模型进一步开展了车辆提速后两种不同轨道梁形式下的车桥耦合振动响应研究。研究结论:(1)梁上承轨简支梁桥相对于长沙既有磁浮简支梁桥具有更优的动力学性能;(2) F轨垂向位移、桥梁跨中垂向位移及加速度值相对减小幅度分别约为57. 25%、61. 26%及70. 59%;(3)车体垂向加速度与电磁悬浮力减小幅度最高分别可达25. 53%及10. 93%;(4)本研究结果可供中速磁浮桥梁结构设计参考。     

磁悬浮轨道梁结构温度变形的发展现状与研究前景

磁悬浮系统对其土建桥梁结构有前所未有的高精度要求，磁悬浮轨道梁的温度变形是其精确变形控制的核心问题。从轨道梁的结构、材料、精度要求以及工程中出现的问题做了全面的阐述与分析。在对混凝土箱梁温度场的研究基础上探讨出一种适合磁悬浮列车轨道梁的温度梯度模式，以便及时地为工程设计提供经济、准确的依据和指导。     

中低速磁浮铁路轨道简支梁预制场规划研究

研究目的:磁浮铁路线下工程以桥梁为主。作为磁浮轨道的支撑结构,对轨道简支梁的制作精度要求很高。除了线路小半径、运梁通道和架梁场地等限制受阻而采用现浇轨道简支梁施工外,绝大多数轨道简支梁采用集中预制工法。本文重点从轨道梁结构、预制工艺关键技术及工艺流程、预制周期等几个方面进行研究,得出轨道梁预制场的规划原则、台座数量计算与确定、模板数量计算与确定等设计思路,并以示例说明。研究结论:(1)中低速磁浮轨道梁预制场规划与国铁T梁、箱梁不同之处在于:轨道梁要求预制精度更高,通过自动化系统工艺来实现;木质内模与整体钢筋一起绑扎,永久滞留在梁体内;侧模要选用可调式钢模以适应不同长度曲线梁的预制要求;只能单层存放;运梁只能通过汽车在线下运输;多座桥梁可分别同时运架梁;(2)中低速磁浮铁路施工工期较短(1. 5～2. 0年);(3)本研究成果可为中低速磁浮铁路轨道简支梁预制场的规划设计提供参考。     

基于气象条件的客运专线简支箱梁日照温度场研究

分析日照作用下混凝土箱梁与环境的热交换机理,结合桥位气象条件,采用瞬态热流边界模拟日照温度条件、计算客运专线简支箱梁温度场,采用实测数据对该方法进行验证。以我国客运专线采用的无砟轨道32m标准跨径简支箱梁为工程背景,分析基于气象条件的客运专线标准跨径简支箱梁日照温度场分布特征,探讨大气透明度系数、覆盖层厚度及混凝土表面吸收率等参数对箱梁温度场的影响。研究表明:箱梁日照温度边界可采用瞬态热流边界进行模拟,计算渡越时间约为84h;箱梁最值温度与大气透明度系数正相关,且对顶板温度的影响最大;梁顶覆盖层能有效减小梁顶的温度变化幅度;提高混凝土表面的光洁度或采用浅色涂层以减小混凝土表面吸收率,可有效降低箱梁的温度变化幅度。     

预应力混凝土箱型轨道梁温度场分析

预应力混凝土箱型轨道梁桥的温度效应不容忽视,在一定程度上甚至会超过活载作用成为设计的控制因素.论述了预应力混凝土箱型轨道梁桥温度场及其变化规律,分析了环境温度场与结构温度场的关系.运用傅里叶热传导理论和边界条件,建立了预应力混凝土箱型轨道梁结构温度场计算的数值模型.计算结果在某轨道线试验梁中得到了验证.在此基础上,将预应力混凝土箱型轨道梁温度影响的计算简化为温差作用下控制温度荷载的计算问题,提出了简化温度分布模式,对工程设计中合理控制温度效应具有实际参考价值.     

中低速磁浮列车-轨道梁竖向耦合模型与验证

研究目的:在我国新建中低速磁浮运营线的背景下,因中低速磁浮轨道梁较为轻巧,为保证磁浮列车行车安全及舒适性,需对其进行磁浮列车-轨道梁耦合振动分析验证。本文以株洲某厂磁浮试验线20 m简支梁为工程背景,建立车辆为12个自由度的二系悬挂质量-弹簧-阻尼模型,并考虑轨道不平顺对车桥振动的影响,建立磁浮列车-轨道梁竖向耦合振动分析模型,且编制仿真分析软件VTBIM,通过仿真值与现场试验实测值的对比,验证所建模型的合理性。研究结论:(1)现场试验测试轨道梁基频、振型及轨道梁跨中动挠度/加速度,轨道梁基频及振型测试结果比仿真值略小;(2)磁浮车辆通过简支梁时,梁跨中竖向挠度/加速度的实测值均略小于仿真值,仿真值随车速的变化规律与实测值规律一致,挠度时程曲线仿真值与实测波形基本一致;(3)研究结果表明本文所建立的中低速磁浮列车-轨道梁竖向耦合振动模型合理,编制的仿真分析软件的计算结果可信;(4)该研究结果可用于中低速磁浮轨道梁设计参考。     

长沙中低速磁浮工程建设中的重要举措

以我国首条中低速磁浮商业运营线——长沙中低速磁浮工程为实践案例,阐述了中低速磁浮系统的构成和技术经济特征,介绍了工程设计、施工、调试的标准和经验,包括电磁兼容问题、轨排技术方案、轨道梁设计、系统联调等方面在建设过程中的重要举措。展望了中低速磁浮技术在我国的应用前景。     

某中低速磁浮试验线桥梁总体设计

依托某中低速磁浮试验线工程,以进一步提高中低速磁浮桥梁的经济性、施工便捷性及中低速磁浮交通与跨座式单轨等新型轨道交通的竞争优势为目的,重点阐述中低速磁浮轨道梁结构体系、墩梁型、经济跨度及施工方法的比选,并结合磁浮车辆独特的走行方式对桥面布置、桥上设备安装及管线敷设方式进行优化。根据中低速磁浮线路运营安全性及行驶舒适性的要求,在既有磁浮桥梁技术标准体系研究成果的基础上,提出推荐的轨道梁结构形式及施工方法。     

时速600 km高速磁浮铁路工程筹划关键技术研究

高速磁浮铁路为复杂的系统性工程,与一般的轮轨高铁有差异,不可照搬一般铁路的施工组织设计规范。收集大量磁浮铁路相关资料开展研究,得出结论：梁上板式轨道梁较整体式轨道梁在工程筹划方面更具优势;高速磁浮隧道采用矿山法施工时与普通隧道无本质差异,但开挖、支护台架等需要采用断面有效面积>120 m²的设备;高速磁浮隧道采用盾构法施工时需要15.3 m外径大盾构设备;高速磁浮整体式轨道梁定子施工方案,定子在梁场中组装完成,梁场内设置总装车间,总装车间的主要功能是进行定子、功能件的组装及将组装后的功能件通过连接件固定在梁上;高速磁浮梁上板式轨道梁定子施工方案,定子在轨道板预制场内装配,在轨道板预制场内设置定子装配车间,装配定子铁芯、功能件等,并进行功能件防腐处理;高速磁浮三相线圈施工方案,线圈不在预制场内安装,线圈一般在现场采用定子线圈敷设车安装。高速磁浮低置线路轨道梁需要安装功能区和定子,低置线路轨道梁建议在整体式轨道梁预制场或轨道板预制场生产,并在总装车间安装功能区和定子。研究成果可为高速磁浮铁路工程筹划提供参考和拓宽思路。     

基于多传感器信息融合的中低速磁浮轨道梁监测系统研究

磁浮列车对轨道平顺性要求较高,为了提高列车运行的安全性和舒适性,文章分析中低速磁浮轨道变形对磁浮列车悬浮控制系统的影响,以及中低速磁浮轨道梁结构特点,并设计了一种中低速磁浮轨道梁监测系统.该系统采用多传感器信息融合技术,具有数据采集、传输、分析和显示等功能,可监测磁浮列车通过时轨道实时变形情况,为运营提供安全防护预警,...     

移动热荷载对混凝土槽形梁的影响

温度作用是导致桥梁结构在施工与运营期间产生裂缝的重要原因之一,其对桥梁结构的安全性、耐久性和适用性均有显著的影响。由于温度作用的复杂性,在以往的设计中往往采用过度简化的计算模型和方法,导致温度荷载取值和温度应力计算与实际结果存在较大偏差。本文以一64 m简支槽形箱梁为研究对象,结合该桥有铁水罐车通过这一特殊工况,对槽形箱梁的温度效应问题进行了适当的假设和简化,初步探讨了64 m简支槽形箱梁在移动热荷载作用下的温度场和温度应力分布。结果表明:槽形梁的最大应力随铁水罐车通过时间的增长呈线性增长趋势,铁水罐车正常通过桥梁时产生的温度效应对槽形梁的影响极为有限。本文为同类桥梁设计提供了参考建议。     

长沙中低速磁浮低置结构提速动力响应试验研究

随着我国交通的发展及城市客运量的不断增加，提速成为中低速磁浮发展和推广的核心竞争力。为研究长沙中低速磁浮低置结构段最高运营速度，在长沙磁浮低置结构段开展动力响应现场试验，实测不同时速、载荷等工况下低置结构振动加速度、动位移与动应变以及车辆振动等，分析承轨梁、路基、车辆的动力响应特征，得出长沙磁浮低置结构动力响应变化规律与建议运营速度。结果表明：当试验速度为100～125 km/h时，承轨梁、路基及车辆的各动力指标均满足规范要求；当试验速度达到130 km/h时，超载工况下车辆垂向加速度最大为1.14 m/s²,超过规范限值且列车运行过程中存在磁浮掉点砸轨现象；建议长沙磁浮低置结构段最高运营速度不高于125 km/h;行车平顺性和舒适性是影响磁浮提速的主要因素。长沙磁浮正式提速运营至今已达半年，运行平稳，相关研究成果可供磁浮提速工程参考。     

中低速磁浮线连续弯梁设计研究

依托唐山试验线曲线半径为100m的17.7m+27m+17.7m斜弯连续梁,对中低速磁浮线轨道梁设计进行初步探讨。为了满足车辆限界和轨道安装及承轨台预埋件的要求,连续曲梁截面斜置,构成复杂的空间扭转曲线箱梁。轨道梁桥面与轨道采用承轨台上置式连接方式。为了增加轨道梁的横向稳定性,采取了增大梁宽、加大支座横向间距、设置拉力支座等构造措施。根据连续曲梁的受力特点,建立空间模型进行了计算分析,并参考相关规范,讨论了轨道梁刚度和动力特性的设计要求。