大跨度桥梁端抽屉式轨道伸缩装置研究

高速铁路大跨度桥梁端纵向伸缩量大、梁端转角较大且变位复杂,需在梁端设置一种特殊的伸缩结构,以保证梁端轨道的安全性和平顺性,进而保证梁端区域行车的安全性和舒适度。在充分研究现有梁端轨道伸缩装置的基础上,设计了一种大跨度桥梁端抽屉式轨道伸缩装置。为验证该装置结构的合理性和可靠性,通过有限元软件建立了伸缩装置在列车静荷载和动荷载作用下的力学仿真分析模型,对不同工况下装置的主要部件和整体结构的受力和变形响应进行计算与分析,并对动荷载作用下列车的动力响应进行分析。研究结果表明,在列车静荷载作用下,伸缩装置的主要受力部件和整体结构满足强度要求,其变形满足规范要求;在列车动荷载作用下,装置的主要部件垂向加速度和变形满足规范要求,列车的行车安全性和舒适度评价指标均在规定的范围之内。因此,该伸缩装置结构合理,具有较高的安全性与可靠性,可保证行车安全与舒适度。     

铁路桥梁梁端伸缩装置的结构特点探讨

铁路桥梁梁端伸缩装置是大跨度桥梁的重要部件,为实现轨道的连续性和平顺性,需要具备滑动和支撑功能。对国内各种铁路桥梁梁端伸缩装置的结构特点、工作原理以及各自优缺点进行分析对比,目的在于分析出国内自主研发的梁端伸缩装置需要改进的思路和方向。我国要实现铁路桥梁梁端伸缩装置完全自主化,需要吸收国外先进的技术和经验,同时提升自身的制造精度和水平。     

高速铁路大跨度连续斜拉桥上梁端一体化装置性能研究

目前大跨度斜拉桥上铺设无缝线路,梁端处需设置梁端伸缩装置和钢轨伸缩调节器以降低钢轨产生较大的附加应力,但此结构无法协调较大的梁轨相对位移,应用范围有限。为此,提出了一种梁端一体化装置结构,能适用于较大的梁缝伸缩情况且伸缩阻力较小,经过现场应用效果良好。针对时速350 km下高速列车能够平稳通过大跨度斜拉桥无缝线路梁端的要求,建立了相关三维梁端车-线-桥耦合模型,确定了轮轨接触关系,验证该结构在大跨度斜拉桥下对于高速列车平稳运行的适用性。结果表明：温度和梁端转角作用下钢轨会产生一定变形,钢轨垂向变形大于横向变形,最大垂向位移达到15.71 mm。对比仅施加德国低干扰不平顺谱,叠加温度或梁端转角变形后行车过程中的梁端一体化装置动力响应增大,且对钢枕振动垂向加速度的影响较为明显,从38.92 m·s^-2上升至48.69 m·s^-2,增加25.1%。相比之下,极限拉伸状态比极限压缩状态下行车过程中的梁端一体化装置结构响应大,钢枕垂向加速度从40.64 m·s^-2上升至62.39 m·s^-2,增加53.5%,...     

大跨度铁路桥梁梁端伸缩装置性能研究

大跨度铁路桥梁梁端伸缩装置的有效计算范围很短,随机不平顺的影响相对较大,直接的耦合动力计算结果难以反映最不利情况.梁端伸缩装置变形主要表现为中短波不平顺,对行车安全性产生影响.以一座1500 m级超大跨度斜拉-悬吊协作体系公铁两用大桥为例,从轨道平顺状态及车辆动力响应两方面,确定轨道形位评价、车桥动力仿真分析的计算工况...     

高速铁路大跨度桥梁梁端板式无砟轨道设计研究

严寒地区高速铁路大跨度桥梁梁端扣件间距超限问题比较普遍,通过梁端无砟轨道结构的受力和变形分析,确定梁端扣件间距的最大限值,提出桥梁预延长、道床悬出梁端及减少轨道板端部扣件间距的设计措施,并通过哈大客运专线的典型工点,介绍梁端无砟轨道设计。结果表明,该设计措施简单实用,可解决大跨度桥梁梁端大扣件间距达1 000 mm的问题。     

高速铁路钢-混凝土混合连续梁桥设计关键技术

阜淮高铁跨涡河采用（82+180+82） m钢-混凝土混合连续梁桥,通过对混合连续梁整体分析,选择合理的结构形式及边中跨比;通过对跨中钢梁长度的比选,选择合理的钢-混结合段位置;建立空间有限元模型,分析钢-混结合段的局部应力;对结构自振特性和车桥耦合动力响应进行分析。研究结果表明,钢混连续梁具有较大的结构刚度,对无砟轨道适应性好;通过合理选择结合段位置,使结合段和主梁受力更加合理,钢混结合段通过合理的结构过渡构件,使内力可以得到良好的传递。     

大跨度铁路桥梁梁端伸缩装置对列车走行性影响的研究

梁端伸缩装置是大跨度桥梁的重要组成部分,是容易受损的构件之一,对高速车辆的走行性影响较大。本文针对大跨度铁路桥梁梁端伸缩装置,建立结构动力分析的有限元模型,通过多工况车-桥(线)耦合振动计算,分析梁端伸缩装置自身变形、安装误差及梁端折角等因素对列车走行性的影响,提出车辆平稳性和乘客对车辆振动感觉的评判标准,并进一步基于车辆的平稳性和乘客对车辆振动的感觉确定车速及梁端竖向折角限值。研究表明,车辆响应对梁端竖向折角较为敏感。     

高速铁路大跨度桥梁钢轨伸缩调节器区轨道结构健康监测系统设计及应用

钢轨伸缩调节器所在地段是线路的薄弱环节.为实时掌握钢轨伸缩调节器的运营状态,结合高速铁路运营需求,设计了高速铁路大跨度桥梁钢轨伸缩调节器区轨道结构健康监测系统.系统以钢轨伸缩调节器区轨道结构为监测对象,利用光纤光栅传感和视觉测量技术,采用B/S模式,实现轨道结构监测的数据可视化、报表生成、评估分析和分级预警.目前,研究...     

高速铁路桥梁跨越黄河大堤设计方案研究

新建高速铁路桥梁跨越黄河大堤受到地形、防洪等条件限制,因此提出斜拉桥方案和连续梁桥方案,并对其控制性因素进行计算分析.采用斜拉桥方案时黄河大堤不设置桥墩.采用连续梁桥方案时在黄河大堤上设置桥墩,且须解决大堤渗流稳定性和抗滑稳定性问题.车桥耦合振动计算结果表明,当列车以设计速度在斜拉桥上运行时,桥梁的动力响应、列车竖向振...     

高速铁路大跨度钢桁架桥接触网关键技术研究

近年来,由于复杂路网下高速铁路需跨越江河湖海,大跨度钢桁架桥不断涌现。大跨度钢桁架梁纵向伸缩量大且变位复杂,接触网在设计过程中应充分考虑钢桁架梁的伸缩与变位特征对其产生的影响,研究大跨度钢桁架桥梁接触网设计多因素配合机理和数学计算,以确保高速铁路大跨度钢桁架桥上接触网的正常、安全工作。通过对大跨度钢桁架桥梁体纵向伸缩与接触网锚段布置配合间的跨度、温度、锚段补偿方向等关键因素数据进行分类,采用多因素敏感性分析的方法,推导出接触网张力补偿装置在钢桁架梁伸缩及线涨伸缩共同作用下坠砣最大行程变化量、补偿装置b值与a值安装曲线等计算公式。通过典型工况计算对比发现,缩短锚段长度能有效改善钢梁伸缩对接触网影响;采用对比法研究大跨度钢桁架桥在不同接触网锚段布置方式下钢梁伸缩对张力补偿装置的影响大小,提出了720 m以下、720～849 m、850～1 900 m及1 900 m以上4种不同跨度钢桁架桥的接触网最优锚段布置方式。本文相关研究及计算公式可为高速铁路大跨度钢桁架桥上接触网平面布置、张力补偿装置安装参数选用等关键技术提供一定理论支持。     

高速铁路大跨度混合梁连续刚构设计关键技术研究

广湛高铁采用(109+2×200+109) m混合梁连续刚构跨越西江主航道,主梁采用预应力混凝土梁+钢混结合梁的混合梁形式,与预应力混凝土连续刚构相比,减轻了结构自重,降低了主梁弯矩和剪力,提高了桥梁跨越能力;跨中采用钢混结合梁,减小了因混凝土收缩徐变对结构后期变形的影响,改善了结构受力和高速行车条件。钢混结合段为钢主梁与预应力混凝土主梁的连接构造,是混合梁桥关键传力部位,根据刚构桥的钢混结合部受力模式,设置于主梁受力较小位置,采用有格室后承压板式结合部构造。通过对钢梁截面分析比选,采用符合结构受力特点、经济性较好的槽形钢箱混凝土结合梁,并对槽形钢梁超高腹板稳定性、空腹桁架式横隔板构造等关键技术进行研究。建造方案推荐采用挂篮悬臂浇筑混凝土梁,钢梁采用整体吊装安装,混凝土桥面板采用分块预制,可有效保证施工工期。     

既有时速350km高速铁路运营时速400km常规跨度桥梁列车走行性研究

针对既有时速350 km高速铁路运营时速400 km常规跨度桥梁建立了车桥系统空间耦合振动分析模型,根据弹性系统动力学总势能不变值原理和\"对号入座\"法则形成车桥系统的空间振动矩阵方程,对CRH3型高速列车以速度250～440 km/h通过桥梁时的车桥系统空间动力响应进行了仿真计算.结果表明:在考虑德国低干扰轨道不平顺、...     

悬挂式单轨轨道梁伸缩装置选型研究

悬挂式单轨轨道梁集承重与走行机构功能于一身。以某悬挂式单轨试验线轨道梁为工程背景,在结构设计基础上采用对比分析的方法,研究伸缩装置作用并借鉴目前已有的伸缩装置形式,提出3种选型结构,分别探讨3种结构在梁上的设计方案,并详细讨论每种方案的优缺点。通过试验线现场安装调试和实车动态实测,结果表明:从生产工艺、安装、耐久性和工程造价方面来看,跨缝板和梳齿板方案略优,从行车舒适性和噪声水平方面看,无缝伸缩缝方案更好。本文为悬挂式单轨伸缩装置的选型与设计提供了验证与参考依据,未来还应紧密结合运营线的反馈情况,对其做进一步优化,满足悬挂式空轨桥梁建设的需要。     

高速铁路56～80m跨连续钢-混结合梁方案设计

我国已建成的铁路连续钢-混结合梁桥均在32～50 m跨度范围,国内外时速350 km的梁式钢-混结合梁最大跨度为50 m.为支撑钢-混结合梁在更大跨度铁路连续梁上的应用,开展主跨56、64、80 m的高速铁路连续钢-混结合梁方案设计研究.介绍桥跨布置、截面形式、支点负弯矩区受力性能提高措施、指导性施工方案等总体设计;开...     

高速铁路高立柱大跨度钢横梁框架墩设计研究

以商合杭高铁商丘特大桥框架墩为依托,介绍高速铁路大跨度连续刚构拱桥的结构设计,对大跨度框架墩横梁结构形式的选择、钢横梁设计要点进行研究.研究结果表明,大跨度框架墩宜采用钢结构,横梁的稳定性、结构强度及动力性能满足高速铁路无砟轨道的各项指标要求.钢结构具有自质量轻、施工速度快、干扰小的特点,适用于跨既有线作业,在高速铁路...     

高速铁路三线独塔斜拉桥设计研究

以某高速铁路三线大桥设计方案为工程依托,对主桥跨度、主梁形式及桥型方案进行研究,提出一种大跨双层钢-混结合钢桁梁独塔斜拉桥结构.根据双层钢-混结合钢桁梁独塔斜拉桥的结构特点,采用空间杆系有限元分析方法,对结构的纵向约束体系、辅助墩设置及钢桁梁断面形式进行分析,针对不同的设计方案分析对其力学行为的影响,确定最优方案.研究...     

大跨度高铁斜拉桥钢-混结合主梁收缩徐变研究

为研究钢混结合主梁混凝土桥面板的收缩徐变对大跨度高铁无砟轨道斜拉桥的影响,以昌吉赣客专赣江特大桥为工程背景,采用Midas Civil软件建立全桥精细化数值分析模型,考虑钢混结合梁混凝土桥面板不同的加载龄期,分析结合梁斜拉桥在收缩徐变效应下变形及受力的变化。结果表明:赣江特大桥结合梁在施工成桥初期至运营5年后,钢混结合梁混凝土桥面板收缩徐变引起面板及钢箱梁的应力变化情况均满足规范要求,桥面板及钢箱梁在施工成桥1年后收缩徐变完成50%以上,3年后完成80%左右;桥面板混凝土的加载龄期越长,混凝土收缩徐变对桥梁结构变形和受力的影响越小,并在混凝土加载龄期达到180 d后对桥梁结构的影响呈稳定趋势,将结合梁桥面板预制存放180 d后再进行吊装,可有效降低混凝土收缩徐变对此种结构正常使用期间力学行为的影响。     

时速400km高速铁路桥梁列车横向摇摆力研究

为研究时速400 km高速铁路桥梁的列车横向摇摆力,通过车桥耦合振动方法,采用时速400 km高速动车组列车参数,分析了列车通过不同跨度桥梁的横向摇摆力,讨论车速、载重等因素的影响,基于CFD模拟计算了列车和桥梁的气动特性,考查侧向风对横向摇摆力的影响.结果表明:满载时的横向摇摆力较空载大,车速大于400 km/h后横...     

高速铁路主跨320 m钢-混部分斜拉桥无砟轨道适应性研究

南玉高铁六景郁江特大桥设计将钢-混部分斜拉桥结构引入时速350 km高速铁路领域,而300 m级以上大跨度桥上无砟轨道的竖向变形极易超限,影响列车通过的安全性和舒适性,因此,系统研究在此大跨桥梁结构上铺设无砟轨道的适应性十分必要。通过建立有限元及动力学模型,分析不同组合工况下无砟轨道结构的变形特点及动力特性,运用60 m弦测法探究各工况下无砟轨道的线形变化规律,从而确定大跨度钢-混部分斜拉桥铺设无砟轨道的适应性,并对设计和施工提出合理化建议。主要结论如下：在各种不利组合荷载作用下,桥上无砟轨道结构强度满足规范要求,列车通过大桥的各项安全性与舒适性指标均满足规范要求;混凝土收缩徐变和斜拉索升降温是影响无砟轨道线形标准的两大主因,应在无砟轨道施工前确保足够的沉降观测期和收缩徐变释放期,并充分考虑拉索的保温设计;在温度组合荷载作用下,桥上无砟轨道的60 m弦测不平顺幅值为6.79 mm,满足高速铁路静态验收标准;但在叠加列车荷载和收缩徐变后,变形弦测值均出现Ⅱ级及以上超限,通过合理设置预拱度后可有效改善轨道平顺性标准。     

大跨度公轨两用钢桁梁斜拉桥车桥耦合效应及影响参数研究

“抱轨”行驶是跨座式单轨交通的一个显著特点。针对单轨列车与双层桥面钢桁梁斜拉桥的车桥耦合动力性能,以主跨468 m牛田洋大桥为工程背景,基于ANSYS及SIMPACK等软件建立车桥空间耦合动力模型开展联合仿真,研究不同行车速度、不同列车特性下的车、桥动力响应,并对行车安全性等进行了评估。研究结果表明：列车在通过桥梁时的竖向动力效应较弱,位移冲击系数约在1.1以内,且桥梁竖、横向位移响应均与车速无显著联系;竖向位移随过桥车辆数目的增加而增大,横向位移在单线行车时明显大于双线对开工况; 桥梁与车体振动加速度均随车速递增,且车体横向振动程度大于竖向;跨座式单轨列车在列车正常行驶速度100 km/h以内通过该大跨度斜拉桥时,桥梁的动力性能优良,桥上列车具备良好的乘坐舒适性。