高速铁路桥梁简支梁跨度的经济性研究

为了确定高速铁路中不同墩高下更经济的简支梁跨度,建立某高速铁路32 m和40 m跨度简支梁桥在墩高5～50 m时的桥梁单墩计算模型,对不同墩高下的桥梁基础进行设计,统计桥梁上部和下部工程数量,计算桥梁工程投资成本。结合简支梁跨度、孔数和墩台数量3方面因素,建立经济效益公式计算得出40 m跨度简支梁产生经济效益时桥梁下部工程投资不能大于32 m跨度简支梁桥下部工程投资的临界值;分析得出影响经济效益的主要因素为梁体预制架设的费用、桥墩和基础的费用;墩高大于31 m以及小于31 m的部分墩高,40 m跨度简支梁桥产生了经济效益,建议将其纳入高速铁路通用图。该经济效益公式也可用于其他跨度简支梁经济性的对比。     

中国高速铁路简支梁综述

研究不同速度等级线路中简支梁的结构型式,探讨其力学特性并与规范限值进行对比,阐明高速铁路简支梁桥应用的合理性和必然性;探讨我国高速铁路桥梁设计中的人性化设计与美学考量,并介绍标准化施工的步骤及其质量控制体系。研究结果表明:我国高速铁路简支梁桥结构合理,各项设计指标较为保守,结构造型美观,人性化的构造便于施工和维护管理。针对已建高速铁路桥梁存在或可能存在的问题进行分析,提出中国高速铁路桥梁未来的工作重点和方向。     

先简支后连续技术在高速铁路PC桥中应用初探

高速铁路桥由于高速行车平顺性的需要 ,对桥梁的刚度、上拱度等提出很高的要求。高速铁路桥梁中大量采用的是预应力混凝土简支梁 ,为满足技术要求 ,梁高较大 ;连续梁桥的受力和变形性能优于简支梁桥 ,但由于连续梁施工的复杂性 ,影响其在 40m以下跨度铁路桥中的使用 ;采用先简支架设、后体系转换为连续梁的先简支后连续结构和工艺 ,综合了简支梁和连续梁的优点。以高速铁路桥作为应用背景 ,通过对比分析 ,对预应力混凝土先简支后连续梁的施工、构造、受力、刚度和后期徐变上拱度等进行初步的探讨 ,论证其在高速铁路桥梁中应用的优越性。     

高速铁路预制后张法预应力混凝土大跨度简支梁技术研究北大核心

我国高速铁路运营里程已经占全球1/2以上,预制架设的简支梁桥占我国高速铁路桥的绝大部分,研究预制架设大跨度简支梁对推动我国高速铁路桥梁技术进步十分必要。本文的研究及设计统计结果表明,对于高速铁路简支梁设计,跨度≤32 m由基频限值控制,随着跨度增大,梁端转角限值的影响越来越大。分析不同基频的简支梁在运营列车作用下的动力系数发现,大跨简支梁车桥动力效应不明显。40 m简支梁试设计证明梁体质量可以控制在1 000 t以内,因此目前的运架设备通过改造可以满足其运输架设要求。此外,在一定条件下使用40 m简支梁将带来巨大的经济效益。     

高速铁路预制后张法预应力混凝土大跨度简支梁技术研究

我国高速铁路运营里程已经占全球1/2以上,预制架设的简支梁桥占我国高速铁路桥的绝大部分,研究预制架设大跨度简支梁对推动我国高速铁路桥梁技术进步十分必要。本文的研究及设计统计结果表明,对于高速铁路简支梁设计,跨度≤32 m由基频限值控制,随着跨度增大,梁端转角限值的影响越来越大。分析不同基频的简支梁在运营列车作用下的动力系数发现,大跨简支梁车桥动力效应不明显。40 m简支梁试设计证明梁体质量可以控制在1 000 t以内,因此目前的运架设备通过改造可以满足其运输架设要求。此外,在一定条件下使用40 m简支梁将带来巨大的经济效益。     

时速400km高速铁路预应力混凝土简支梁竖向基频下限探讨

以24～40 m典型跨度简支梁为研究对象,通过有限元计算分析,确定不同跨度桥梁及不同列车荷载的简支梁容许动力系数.基于移动荷载列-桥梁动力仿真模型,探究列车移动荷载列形式、列车时速、简支梁跨度、竖向基频对梁体动力响应的影响规律.结合梁体振动加速度、容许动力系数和规范要求,确定时速400 km高速铁路预应力混凝土简支梁桥...     

高速铁路大跨度混凝土简支箱梁动力特性分析

研究目的:我国高速铁路桥梁以跨度32 m预应力混凝土简支箱梁桥为主,对于下部基础费用占比大的桥梁区段,采用大跨度简支梁可以显著降低工程费用,高速铁路大跨度简支梁是一个重要的研究方向,其在列车作用下的动力特性是设计需要考虑的关键因素。本文利用移动荷载列计算方法,分析车桥共振条件,提出不同跨度混凝土简支梁的方案设计,分析列车作用下大跨度简支梁的动力特性,为确定高速铁路大跨度简支梁的合理跨度提供支撑。研究结论:(1)共振速度与简支梁自振频率和车长相关;车长d与跨度L的比值是简支梁桥车桥共振的关键影响因素;(2)大跨度简支梁设计中,静活载作用下的梁端转角限值决定了简支梁的最小梁高;(3)当跨度逐渐接近动车组车长的2倍时,简支梁的动力系数和跨中加速度也逐渐增加;有限元分析的车桥共振现象与公式分析的结论基本一致;(4)本研究成果可指导高速铁路大跨度简支梁的工程设计。     

400 km/h高速铁路两种简支梁桥竖向基频限值对比研究

随着莫斯科—喀山400 km/h高速铁路设计的逐步推进,国内已有的高速铁路设计规范对于简支梁桥基频限值的相关条文已不能满足设计需求。为避免列车通过桥梁时出现过大振动甚至产生共振,以莫喀高速铁路两种33. 1 m简支梁桥形式(混凝土简支箱梁桥、钢-混结合简支梁桥)为背景,通过车桥耦合振动分析,对简支梁桥的竖向挠度和基频限值进行研究。结果表明:列车活载类型对桥梁竖向基频限值有一定影响,这与车辆的车长和轴重等参数有关;对于跨度L=33. 1 m混凝土简支箱梁桥,中国高速列车对应的竖向基频限值为100/L,俄罗斯设计列车对应的竖向基频限值为140/L; 33. 1 m钢-混结合简支梁比33. 1 m混凝土简支箱梁桥的竖向基频限值更高。本研究成果可为400 km/h高速铁路简支梁桥设计提供参考。     

低屈服点钢阻尼器在高速铁路简支梁桥中的应用研究

高速铁路简支梁桥应用低屈服点钢阻尼器,可以大幅度提高结构的抗震性能.选择三种墩高的典型高速铁路简支梁桥为研究对象,进行了罕遇地震下设置减震榫时的非线性时程反应分析及不设置减震榫时的线性时程反应分析.研究结果表明,减震榫有优异的减震性能,应用该装置可以大幅提高桥梁的抗震性能,解决了我国高速铁路桥梁刚度大,配筋率低,难以出现塑性铰的技术难题.     

雅万高铁技术标准研究

结合印尼雅万高铁项目,对我国高速铁路技术标准"走出去"进行了适应性研究。从自然条件、社会因素和技术水平等方面分析雅万高铁技术标准选择的影响因素,对主要技术标准以及线路、轨道、地质、路基、桥梁、隧道等专业技术标准进行了适应性研究,提出适合雅万高铁条件的技术标准建议。研究成果为雅万高铁的建设提供了支撑,为我国高速铁路标准的进一步优化完善提供了参考,为其他"走出去"项目提供了借鉴。     

某新建轨道交通工程下穿既有高速铁路桥梁方案研究

以某城际轨道交通下穿杭甬高铁桥梁工程为研究背景,为减少对杭甬高铁运营安全的影响,提出桩板路基及简支梁桥两种结构形式下穿高铁。并对新建的下穿结构在施工期间及运营阶段下,利用桩土共同作用有限元程序Midas/GTS等有限元软件,着重从桩基承载力、基础沉降等方面分析土体扰动对杭甬高铁桥梁的安全影响。研究结果表明,桩板路基及简支梁桥两种结构形式下穿既有高铁桥梁均是可行的。     

基于高低的高速铁路简支梁徐变上拱识别方法

研究目的:现有监测手段难以高效经济地测量高速铁路全线简支梁的徐变上拱量,但可以通过分析轨道动态检测数据实现有效识别。因此,本文选取我国某高速铁路长达7年的检测数据,结合小波分解、极值点搜寻和概率分布拟合,对每一跨简支梁的高低波形进行识别,然后通过波形关键点识别简支梁徐变上拱量,并研究其发展规律。研究结论:(1)波形识别算法对24 m梁和32 m梁的识别准确率分别为94.3%和96.4%;(2)简支梁徐变上拱与混凝土徐变的发展规律相近,利用最小二乘法拟合得到了上拱量发展曲线;(3)在线路开通运营6年后,24 m梁上拱量的中位数在1.5~2.0 mm之间,32 m梁上拱量的中位数在2.0~2.6 mm之间,简支梁徐变上拱的发展趋于平缓,未来的发展空间有限;(4)本研究成果对掌握高铁桥梁变形状态和指导线路养护维修具有参考价值。     

罕遇地震作用下高速铁路简支梁桥抗震性能分析

简支梁桥在高速铁路中占到了极高的比例,其抗震性能值得深入研究。结合西部高速铁路中典型的简支梁桥结构形式,建立不同墩高的高速铁路多跨简支梁桥的全桥空间分析模型,在模型中采用纤维单元模拟桥墩,并对固定支座锚固螺栓在罕遇地震作用下可能被剪断的力学特性予以适当的模拟,采用非线性时程方法分析高烈度地震区内该类桥梁在罕遇地震作用下的弹塑性地震响应,讨论该桥的损伤模式。分析结果表明:相比纵桥向地震作用,墩高20 m以内的高速铁路大跨度简支梁桥在横桥向地震作用下的桥墩损伤程度更大;整体看来桥墩具有较好的抗震性能,而合理控制支座锚固螺栓被剪断后主梁所产生的较大位移将成为铁路简支梁桥抗震设计中的重点。     

基于温度变化的某高速铁路特大桥变形监测研究

高速铁路在我国发展迅速,其运行速度较快,为了保障安全,在高速铁路的建设和运营过程中对铁路相关建筑物的变形监测十分重要。如果高铁建筑的变形量过大,会对高速铁路上列车的运行和乘客的安全造成很大的安全威胁。而一些高铁桥梁为了跨过峡谷和河流,都有着较大的高度和跨度,受温度变化而导致的桥梁变形十分明显,所以研究温度对高铁特大桥变形的影响就显得十分有意义。本文主要从温度变化对高铁桥梁变形的影响进行研究。     

考虑轨道系统的高速铁路连续梁桥结构系统参数对纵向地震响应的影响

为研究无砟轨道系统约束作用下的高铁连续梁桥纵向地震响应,以某组合桥跨布置高铁桥梁结构(2×32m简支梁+(48+80+48) m连续梁+2×32 m简支梁)为例,针对CRTSⅡ型纵连板式无砟轨道系统的结构特点,建立考虑轨道系统结构层间相互作用的叠合梁模型,研究轨道系统约束作用、地震波激励、滑动层摩擦因数、底座板刚度和制动墩抗推刚度对桥梁结构纵向地震响应的影响。分析结果表明:轨道系统对桥梁结构的约束作用可减弱结构纵向地震响应;在不同频谱特性的地震波激励下,桥梁结构地震响应明显不同,当地震波卓越频率与结构自振频率接近时,将放大结构地震响应;随着轨道系统滑动层摩擦因数增加,连续梁桥纵向地震响应减小,简支梁桥纵向地震响应增强;底座板刚度变化对桥梁纵向地震响应影响较小;增加连续梁桥制动墩抗推刚度,将增强制动墩地震内力响应,需要根据不同抗震需求合理设计桥墩抗推刚度。     

高速铁路桥梁支座更换整治技术的探讨

我国高速铁路大量采用常用跨度预应力混凝土箱梁,部分运营高速铁路桥梁支座存在安装错误的情况,桥梁结构不能按设计规定方向变形伸缩,对线路平顺性产生了一定影响,给高铁运营安全带来了安全隐患。结合沪宁城际唐家村大桥、杭甬高铁柯桥特大桥支座更换整治的实例,研究解决运营高速铁路桥梁支座更换整治方法和措施,为高速速铁路无砟轨道桥梁支座更换整治积累资料和经验。     

印尼雅万高铁时速350 km简支梁设计研究

印尼雅万高铁地处高烈度震区,部分地区地震动峰值加速度超过9度抗震设防烈度。减轻桥梁上部结构自重是减小地震力的有效方式,因此针对时速350 km的32 m简支箱梁进行优化设计。雅万高铁简支梁采用大规格预应力钢束,减小腹板厚度、减小梁高、减小底板厚度及宽度等方式减轻梁重,并进行车-桥动力仿真分析及足尺梁试验,验证简支梁静力、动力指标均满足要求。最终雅万高铁32 m简支箱梁梁体质量为696 t,有效降低了全桥地震效应,减少了工程投资,其研究方法和工程经验可供类似的项目借鉴。依托雅万高铁时速350 km简支梁,国铁集团发布了行业通用参考图-通桥(2018)2326,并在盐通铁路全线使用,取得了较好的经济效益和社会效益。     

高铁隔震桥梁模拟地震振动台试验研究

为研究高速铁路桥梁采用摩擦摆支座后的减隔震性能,对一跨典型32.5 m高铁简支梁桥进行了试验。依据经典力学原理推导双凹面摩擦摆支座的水平力-位移滞回模型并分析其力学性能参数,设计制作了符合高铁隔震桥梁要求的隔震支座。隔震支座的低周反复加载试验显示:双折线滞回模型能有效模拟双凹面摩擦摆支座的本构关系。设计缩尺比1∶13的高铁隔震桥梁模型,并选用2条地震动记录进行模拟地震振动台试验。试验中测量了不同抗震设防烈度地震作用下模型结构振动台试验的响应,包括主梁和墩顶的加速度、位移,摩擦摆支座的剪切变形,墩底钢筋和混凝土的应变。试验结果表明:双凹面摩擦摆支座能够有效消耗地震能量,减小桥梁的动力响应,且地震强度越大隔震桥梁模型的减震效果越好。     

高速铁路并行地段桥梁沉降变形分析

以平原地区某新建客运专线连续梁并行既有高速铁路简支梁地段为背景,运用Plaxis 2D软件建立模型,分别对新建客运专线桥梁施工阶段、运营阶段既有高速铁路桥梁的沉降变形进行数值模拟分析。结果表明:承台基坑开挖、施工阶段,既有高速铁路桥梁基础略向上隆起,其余阶段均为下沉;在25.41 m线间距的条件下,新建客运专线桥梁的施工及运营阶段,既有高速铁路桥梁的差异沉降量、轨道平顺性均满足规范要求。     

九度地震区近断层高速铁路简支梁桥减隔震支座系统研究

通过对渝昆(重庆—昆明)高速铁路九度地震区近断层地震动人工地震波进行反应谱分析,发现近断层地震动比远场地震动对高速铁路简支梁桥结构安全威胁更大,提出采用双曲面球型减隔震支座+剪力榫组合的减隔震支座系统进行抗震设计,并对其减震原理予以阐述。以近断层人工地震波为地震动输入,分别对10 m高实心墩和20 m高空心墩的五跨简支梁进行非线性时程分析。以普通支座作为参照,对比分析双曲面球型减隔震支座和双曲面球型减隔震支座+剪力榫组合的减隔震支座系统的减震性能。结果表明,九度地震区近断层高速铁路简支梁桥须采用减隔震支座系统才能满足结构抗震设计要求。