中低速磁浮试运线轨道梁刚度研究

为给中低速磁浮轨道梁刚度设计提供参考,以株洲机车车辆厂中低速磁浮试运线32×20m简支轨道梁为背景,采用理论分析与现场荷载试验相结合的方法,对中低速磁浮轨道梁刚度进行研究,并参考各国相关规范对轨道梁刚度取值进行对比。研究结果表明:该试运线轨道梁实测应力均在2 MPa以内,应力水平较低,应力水平不控制主梁设计;轨道梁实测变形值仅为计算值的70%左右,具有较好的性能质量;试验梁挠跨比约为1/10 404,满足规范要求,但较为保守,可进一步优化线路结构参数,降低线路成本。     

中速磁浮混凝土轨道梁结构设计

为探索适用于运行速度为160～250 km/h中速磁浮的轨道梁梁型,并了解该类中速磁浮轨道梁的关键设计参数,文中根据不同体系在静活载、温度作用下梁部的变形影响,探究160～250 km/h范围内的中速磁浮轨道梁的合理结构体系;对不同截面形式的混凝土轨道梁,通过静力计算、车桥动力仿真分析等手段开展初步研究和对比。通过研究提出区别于目前中低速磁浮、高速磁浮常用和梁形截面的工字形的截面方案,此外,根据常导磁浮目前的技术标准,结合车桥耦合计算结果,对中速磁浮轨道梁采用的竖向挠度变形、自振频率等关键设计控制指标提出建议值。     

中低速磁浮曲线轨道梁空间应力分析与动力响应

为掌握中低速磁浮列车通过小半径曲线时轨道梁应力分布情况和动力响应,该文以某中低速磁浮铁路试验线17m+28m+17m曲线轨道梁为例建立有限元模型,运用MIDAS/CIVIL进行了空间应力分析和动力响应分析,将静力分析的结果和时程分析的结果进行了比较。     

斜拉桥节段纵移悬拼法足尺模型试验研究

为验证节段纵移悬拼工艺的可行性、合理性及可操作性,研究施工过程中结构的动力响应,以北盘江大桥为背景进行了足尺模型试验,试验工况涵盖了工艺中每个不确定的、有待验证的状态;并基于耦合系统动力分析理论,将结构简化为两自由度的弹簧-质量块振动系统,建立了试验过程大系统动力学方程进行理论计算,动力模型包含了5个典型动力状态,即地面提升、运梁小车纵向运输、运梁小车与桥机吊点协同前进、桥机吊点前移、桥机整体提升。研究结果表明:各工序下运梁轨道及主桁架测点加速度幅值较小,桥面吊机吊点前移时结构响应最为显著,桥面吊机端部最大加速度为0.212g;轨道梁测点的最大加速度方向为纵向,下弦杆测点的最大加速度方向为竖向,高速挡下轨道梁测点的纵向、竖向加速度实测幅值较低速档分别增大约54%,51%,下弦杆测点的纵向、竖向加速度实测幅值较低速档分别增大约31%,36%,轨道梁应力峰值在高速挡时也有所增大,跨度最大位置的测点对车速最为敏感;测点理论竖向加速度幅值、理论轨道梁应力峰值与实测值吻合较好,验证了理论模型的准确性;试验过程平稳且连贯性较好,节段纵移速度快、整体对接耗时少,较散拼法有较明显的工期优势。     

既有长沙磁浮线路低置结构提速适应性研究

既有长沙中低速磁浮线路设计速度为100 km/h,根据湖南省战略性新兴产业与新型工业化规划要求,需要进行160 km/h提速磁浮交通技术攻关。基于既有线路结构,运用FLAC3D数值模拟分别对速度为100,120,140,160 km/h下的承轨梁、基床等结构动力特性进行分析。结果表明:梁体动应力、加速度、动位移以及基床动应力均满足列车运行要求,提速后,既有长沙中低速磁浮低置结构仍安全可靠。     

磁浮轨道梁动力响应研究

为分析车辆运行时不同形式磁浮轨道梁的动力性能及影响因素,建立了由磁浮车辆、轨道梁、悬浮控制模型组成的磁浮车-轨竖向耦合振动系统,研究在车辆起浮及车辆以一定速度运行下,简支轨道梁和双跨连续轨道梁的动力响应情况,以及车辆速度、轨道梁刚度和跨度对其动力响应的影响。结果表明:在起浮过程中,车辆在简支轨道梁和连续轨道梁上均能很快稳定;在同样的行车速度下,双跨连续轨道梁的跨中动力放大系数和加速度小于简支轨道梁的。当行车速度低于430km/h时,简支轨道梁和双跨连续轨道梁跨中动力放大系数差别不大;当行车速度超过430km/h时,简支轨道梁动力放大系数随行车速度增长的速率大于双跨连续轨道梁;增加轨道梁刚度和减小其跨度均可减少轨道梁的动力响应,但跨度的影响更为显著。     

非对称悬挂式轨道梁结构优化分析

为优化非对称悬挂式轨道梁的结构构造以满足运营刚度和强度等要求,参考国内外已建成的类似悬挂式单轨交通系统,初步设计了悬挂式单轨轨道梁结构,采用设计软件Midas/Civil和Abaqus建立有限元模型,分别进行整体分析和局部受力分析。调整截面尺寸、跨径和板厚等参数,分析非对称悬挂式轨道梁的变形和应力分布。研究表明:轨道梁结构跨径取30 m比较合适,当截面尺寸一定的情况下,增加钢板厚度能有效地提高轨道梁的刚度与强度,但当钢板厚度增加到一定值后,轨道梁刚度提高的速率明显减缓,此时加大截面尺寸比增加板厚对结构强度与刚度的提升效果更好,更能减少用钢量,经优化最终提出了一种新型悬挂式单轨轨道梁结构。     

磁浮工程道岔梁的TLMD减振技术研究

为了解磁浮道岔梁的车桥耦合振动机理并进行振动控制,以长沙中低速磁浮工程道岔梁为工程背景,对磁浮工程道岔梁的TLMD减振技术进行研究。首先通过对磁浮道岔梁在磁浮列车激励下的振动响应测试,分析加速度的时程曲线和频率特征,研究其振动机理,确定道岔梁的受控频率;然后采取频率分布式的多重TLMD阻尼减振方案,并利用基于多目标满意度优化方法,对各TLMD进行参数优化;最后在实桥安装TLMD阻尼器后进行实桥测试,对安装阻尼器前、后道岔梁的振动响应进行对比。研究结果表明:磁浮工程道岔梁和磁浮列车的悬浮调整力形成了共振,振动响应剧烈,由于其振动频率明确,可以采用调谐式阻尼器进行控制;采用优化的TLMD阻尼器方案的理论减振效果明显;通过实测对比,安装TLMD阻尼器后,道岔梁的振动基本被抑制,满足日常行车的要求。     

南京水碧桥的静力荷载试验

桥梁的静力荷载试验是检验桥梁结构安全运营的有效途径之一。本次静力荷载试验针对水碧桥3个试验桥跨进行6种工况的加载试验。试验结果表明：各试验桥跨挠度测试截面的实测挠度和应力均小于计算值,跨中最大实测活载挠度与计算跨径之比小于规范限值。荷载卸除后,残余应变较小,最大实测相对残余应变为8.0%。荷载试验前以及加载试验过程中,在各试验桥跨测试截面及附近区域的T梁表面未发现可见裂缝。因此,该桥的刚度和强度都满足设计要求。     

跨座式轻轨钢轨道梁静动力分析

以重庆跨座式单轨交通线路上一钢轨道梁为研究对象,建立空间离散模型,进行静力和动力分析。结果表明,该轨道梁在各个荷载工况下应力水平较低,远远小于屈服强度,轨道梁整体刚度大,具有较好的动力性能,结构设计合理、安全,为此类桥梁的设计提供理论依据和技术参考。     

再生混凝土梁开裂弯矩与抗弯刚度计算方法

为研究再生混凝土梁的抗弯性能，验证公路桥梁规范中开裂弯矩与抗弯刚度的计算方法对再生混凝土梁的适用性，设计1根普通混凝土梁和2根再生骨料取代率分别为50%、100%的再生混凝土梁进行抗弯性能试验，并将试验值与规范计算值进行对比。结果表明：与普通混凝土梁相比，再生混凝土梁的开裂弯矩、屈服弯矩及极限弯矩均偏小，分别约为普通混凝土梁的66.0%、85.4%及88.3%，其中再生混凝土梁的开裂弯矩降低幅度最大；再生混凝土梁的跨中挠度随着再生骨料取代率的增加而增大，且大于普通混凝土梁的跨中挠度；按照公路桥梁规范的计算方法，再生混凝土梁的开裂弯矩计算值较试验值大25%左右，而跨中挠度计算值较试验值小10%左右，即公路桥梁规范的抗弯刚度计算值大于试验值；公路桥梁规范关于开裂弯矩和抗弯刚度的计算方法不直接适用于再生混凝土梁。利用国内外既有典型试验数据，分别对公路桥梁规范中开裂弯矩和抗弯刚度的计算方法进行修正，并对修正后的方法进行验证。修正后方法的计算值与试验值吻合较好，预测精度较高，可分别用于计算再生混凝土梁的开裂弯矩和抗弯刚度。     

南京水碧桥的静力荷载试验

桥梁的静力荷载试验是检验桥梁结构安全运营的有效途径之一.本次静力荷载试验针对水碧桥3个试验桥跨进行6种工况的加载试验.试验结果表明:各试验桥跨挠度测试截面的实测挠度和应力均小于计算值,跨中最大实测活载挠度与计算跨径之比小于规范限值.荷载卸除后,残余应变较小,最大实测相对残余应变为8.0%.荷载试验前以及加载试验过程中,在各试验桥跨测试截面及附近区域的T梁表面未发现可见裂缝.因此,该桥的刚度和强度都满足设计要求.     

超高性能混凝土钢桥面铺装疲劳性能试验研究

为研究新型超高性能混凝土钢桥面铺装结构的疲劳性能,采用五点加载复合梁疲劳试验对其进行测试.参照常规复合梁试验方法,结合新型铺装结构特点,对试件尺寸、应力水平和破坏准则进行了修正.试验结果表明,该新型铺装结构疲劳性能优良,环氧黏结层首先发生疲劳破坏,试验过程中复合梁刚度没有明显退化,试验结束后试件仍保持较高的剩余承载力.通过试验获得了适用于该种新型铺装结构梁的疲劳S-N曲线,可为同类钢桥面铺装设计提供参考.     

荆岳长江公路大桥索塔锚固区实桥受力机理试验研究

湖北荆岳长江公路大桥主桥为(100+298)m+816m+(80+2×75)m双塔混合梁斜拉桥,索塔锚固区采用钢牛腿+钢锚梁结构。为掌握斜拉索索力在实桥索塔锚固区结构上的响应和受力机理,在该桥成桥荷载试验阶段选择南塔第26节段进行了试验测试。通过测试钢锚梁、钢牛腿的应力和变形,并与同节段索塔锚固区节段模型试验结果进行比对分析。结果表明:在试验荷载作用下,试验节段实测索力增量与理论索力增量相差不大;在相同索力增量下,实桥锚固区的应力测试值、钢锚梁的水平力和竖向力荷载承担比例均比节段足尺模型试验值略小,二者的应力分布规律基本一致,这些试验监测数据可供今后类似桥梁设计时参考。     

誓节渡大桥设计荷载下的工作状况研究与评价

本文通过对誓节渡大桥设计荷载下的工作状况的全面分析及实桥荷载试验研究，发现该知在混凝土强度低于设计标号的情况下，仍具有足够的强度和刚度。其次，实测预应力梁跨中挠度与不按桥规折减刚度计算的挠度值接近。实测荷载横向分布与“修正偏压法”计算值比较接近。     

水平转体独塔单索面斜拉桥静载试验研究

绥芬河斜拉桥为独塔单索面、塔梁墩固结斜拉桥,采用水平转体施工,转体重量达14000 t,在国内尚属首创。介绍了绥芬河斜拉桥静载试验的主要内容和方法,通过对实测数据的分析整理,得出单个测点数值占各测点数值总值比例的方法进行各工况间比较,可以有效地减小环境因素对数值的影响;独塔单索面斜拉桥横向刚度大,偏载效应不明显;采用塔、梁、墩固结设计合理,施工质量优良,桥梁刚度和承载能力满足设计要求。研究结果可为同类型桥梁的设计和成桥试验提供参考。     

三塔斜拉桥设计参数分析

为研究三塔斜拉桥结构的力学行为特征,为三塔斜拉桥设计提供参考,结合三塔结合梁斜拉桥工程设计实例,建立三塔结合梁斜拉桥的有限元模型,对斜拉索重叠布置、塔间斜拉索、提高桥塔刚度及采用辅助墩等措施进行参数分析,总结其受力行为的变化规律。计算结果显示:设置重叠索、设置塔间加劲索、边跨设置辅助墩可有效改善中塔、主梁、斜拉索受力,减少塔顶水平位移值及跨中主梁挠度值;提高中塔刚度可以减少塔顶位移;提高边塔刚度对结构影响很小;提高中塔的塔高可以改善桥塔内力,但会增大塔顶位移。计算结果可为三塔结合梁斜拉桥结构布置设计提供参考。     

斜拉桥Π形主梁桥面板纵向裂缝成因分析

某桥为2×122.5m独塔斜拉桥,主梁为Π形截面预应力钢筋混凝土梁,该桥建成于20世纪90年代,经过多年运营,50号混凝土桥面板普遍出现纵向裂缝。为研究裂缝成因,采用有限元软件计算各种荷载作用下Π形梁桥面板的横向应力,通过荷载试验实测Π形梁桥面板的横向应力和纵向裂缝开展情况,并进行对比分析。结果表明:自重荷载不是桥面板产生纵向开裂的因素;汽车荷载对桥面板纵向开裂有一定的影响,但不是主要原因;按85规范温度梯度计算,桥面板底面未出现横向拉应力,按2015规范正温度梯度计算,桥面板底面拉应力达4.46 MPa,超过现行规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中有关C50混凝土的抗拉强度设计值,85规范关于温度梯度荷载的规定偏不安全,是导致桥面板纵向开裂的主要原因;横隔梁预应力对桥面板纵向开裂的影响较小。     

某市中低速磁悬浮新型U型槽低置路基结构变形分析

依托某市中低速磁浮交通示范线，对比研究U型槽有无顶板的两种新型路基结构型式不同地基处理方式下的变形特点。总结归纳复杂场地磁浮交通路基地基加固处理技术，并通过建立三维有限元模型，证实了新型路基结构及相关地基处理方法的有效性及合理性，对比分析了中低速磁浮交通路基结构静力学行为规律。研究结果表明：需采用合适的地基处理方式以有效减小地基沉降，且U型槽有顶板结构下旋喷桩处理地基效果最佳；同时，两种新型路基结构采用不同地基处理措施的刚度差别不大，均能保证整条线路线下基础的刚度在交界处平滑过渡。     

预制超高性能混凝土π形梁桥的设计与初步试验

为解决传统混凝土简支梁桥接缝多、易开裂、耐久性低等问题,提出一种新型预制超高性能混凝土（UHPC）π形梁桥结构。研究了超高性能混凝土π形梁桥的主梁形式,并与相同30 m跨径传统混凝土T形梁桥进行了对比,结果表明其自重仅为传统混凝土T形梁桥的47%。参考材料试验结果,取设计用UHPC受压本构关系为线弹性,受拉本构关系为理想弹塑性,并根据法国超高性能纤维配筋混凝土（UHPFRC）结构规范对π形梁进行承载能力极限状态及正常使用极限状态下的配筋设计。为探究超高性能混凝土π形梁的抗剪及抗弯性能,对2根1：2截面缩尺梁模型进行试验研究及非线性有限元分析。结果表明：超高性能混凝土π形梁桥的初裂应力及承载能力均满足工程要求;纵向配筋率的提高能够显著提高梁底纵向开裂应变,限制裂缝开展;按法国规范计算相应荷载下的裂缝宽度值大于试验测量值,理论计算偏安全;试验值与模拟值吻合较好,验证了ABAQUS损伤塑性模型中所取材料参数的准确性和适用性;受拉塑性参数中的极限拉应力对于模拟结果影响较大,需根据试验获得准确数值。