CFT轨枕钢管结合位置优化研究

由于钢管混凝土构件与混凝土轨枕块结合位置的设计尺寸对其在吊装与施工过程中受力影响显著,为研究钢管混凝土构件距离轨枕块底部的距离、钢管混凝土构件之间的间距,建立有限元模型分析钢管混凝土构件中心与混凝土轨枕块底部距离H分别取30,40,50和60mm时混凝土轨枕的受力情况,同时分析2钢管混凝土构件中心距离L分别取140,150,160,170和180 mm时,混凝土轨枕的受力情况。计算结果表明:H取50 mm,L取150 mm时混凝土轨枕块受力最优。     

钢管混凝土轨枕结构设计方案

SK-2型双块式无砟轨道由双块式轨枕通过现浇钢筋混凝土组成,在无砟轨道结构类型中经济性好、维修工作量少,但我国并不拥有核心知识产权,导致其无法在我国企业承包的海外项目中应用。同时,SK-2型双块式轨枕存在长期存放容易生锈、运营过程容易产生裂纹等缺陷。在总结双块式无砟轨道结构应用经验基础上,提出一种应用于现浇道床板式无砟轨道的新型轨枕设计方案——钢管混凝土轨枕,并进行试验验证。试验表明:采用外径42mm钢管混凝土构件在0.75kN的垂向荷载作用下,轨枕处于2mm弹性变形范围内;钢管混凝土构件与轨枕块连接力为60～80kN,具有良好的连接性能。轨枕连接骨架用钢量少,不需要专用大型设备,施工方便,与道床板连接紧密可靠,适用于高速铁路、客货共线、重载铁路及城市轨道交通,为完善我国现行无砟轨道体系,满足"一带一路"建设需求,具有重要意义。     

钢管混凝土轨枕凹槽尺寸优化设计研究

钢管混凝土轨枕(CFT轨枕)的凹槽尺寸和位置设计需通过计算分析确定最优范围,从而进一步提高道床与轨枕块的结合性能.为研究钢管混凝土轨枕凹槽尺寸和位置变化对轨枕块和道床板受力性能的影响,建立钢管混凝土轨枕无砟轨道的三维有限元模型,分析在列车荷载和温度荷载同时作用下凹槽的长度、宽度、深度以及凹槽端部与轨枕端部距离、凹槽底面与轨枕底面距离取不同值时轨枕块和道床板受力性能的变化规律,同时确定合理的取值范围.研究结果表明:1)轨枕凹槽尺寸和位置的不同会对轨枕块和道床板的受力性能产生影响;2)当长度取值范围为300～340 mm,宽度为55～65 mm,深度为20～25 mm,端部距离为143～163 mm,底部距离为40～50 mm时,轨枕块和道床板应力值较小,受力最优.     

时速160 km城市轨道交通双块式轨枕设计

为研究城市轨道交通有挡肩双块轨道结构的稳定性,依托国内首条时速160 km城市轨道交通线路-北京轨道交通新机场线,对有挡肩双块式轨枕进行尺寸设计及配筋设计:(1)结合线路特点,对有挡肩双块式轨枕承轨台抗压能力及挡肩抗剪能力进行检算;(2)为计算桁架钢筋受力情况,通过有限元模型计算起吊、堆载、施工上人3种工况下双块式轨枕的受力情况。计算结果表明,起吊及施工上人荷载对双块式轨枕的受力性能影响不大;堆载对其受力性能有较大的影响,双块式轨枕的堆放层数不应大于6层。     

地铁用连块式轨枕结构检算及试制试验研究

地铁用连块式轨枕同时具有混凝土短枕和预应力混凝土长枕的优点。钢筋桁架是连块式轨枕在施工过程中的薄弱环节,在施工中可能会存在钢筋桁架变形失效的问题。为确保地铁用连块式轨枕的耗损率在施工中处于较低水平,采用有限元方法对连块式轨枕在施工中可能出现的最不利受力情况进行结构检算,并通过试制试验对仿真分析结果进行了测试验证。结果表明,连块式轨枕在最不利起吊方式及轨排组装后工人踩踏在钢筋桁架上时的变形很小、应力水平较低,桁架钢筋的变形及应力均处于材料的线弹性范围内;连块式轨枕的设计可以满足施工需求,在施工过程中其耗损率能保持在较低水平,可以在地铁中推广使用。     

台州市域铁路S1线新型双块式轨枕及无砟轨道

针对台州市域铁路S1线的技术特点和建设需求,研发具有自主知识产权的钢管混凝土双块式轨枕,创新了轨枕块之间、轨枕块与道床之间的连接方式,提出钢管混凝土双块式轨枕灌注材料性能指标,形成轨枕制造技术,实现批量化生产;基于钢管混凝土双块式轨枕,研发适用于市域铁路轻量化、经济型的无砟轨道结构,并开展无砟轨道实尺模型室内试验,验证了无砟轨道结构设计的合理性与可靠性。     

预应力混凝土连续梁与钢管拱组合结构滑移安装施工方案

1 工程概况 九龙岗特大桥钢管拱桥墩上部结构为(76+160+76)m的预应力混凝土连续梁与钢管混凝土拱组合结构.钢管拱计算跨径160.0 m,矢跨比1/5,矢高32.0 m,拱轴线为二次抛物线(设计拱轴线方程Y=-0.005X2+0.8X),拱肋设置最大预拱度为0.14m,施工矢高32.14 m(施工拱轴线方程Y=-0.005 021 875X2+0.803 5X).施工时按施工拱轴线制作和拼装.拱肋为钢管混凝土结构,采用等高度哑铃形截面,截面高3.0 m,每肋由2根弦管组成,弦杆为φ1 000 mm钢管,由16mm厚钢板卷制而成,弦管间用16mm厚钢缀板连接,拱肋弦管及缀板内填充C55微膨胀混凝土.     

菱形挂篮和钢管支架的动态受力性能分析

以洞庭湖特大桥君山岸引桥为实例,主跨为(75+3×120+75)m五跨变截面预应力混凝土连续箱梁,建立菱形挂篮和钢管支架的Midas空间有限元模型,考虑动力冲击系数模拟动态施工过程,分析菱形挂篮和钢管支架的变形和强度特征。结果表明,挂篮底前横梁最大变形值为17.05 mm,满足规范要求;主桁架可简化为平面桁架结构计算杆件内力,横梁和底纵梁均可简化为平面梁单元结构计算杆件内力;主桁架、横梁和底纵梁的压应力和拉应力均满足要求,且富裕度较大。钢管支架结构最大变形值的数值结果为5~7.5 mm,与现场支架预压数据较吻合;钢管支架结构主要受力构件为钢管,横撑和斜撑受力较小。     

适用双块式轨枕的钢管混凝土柱抗弯性能分析

计算分析了适用于双块式轨枕的钢管混凝土柱抗弯性能。建立圆形截面、矩形截面钢管3点支撑加载有限元模型,计算分析钢管中不灌注混凝土与灌注混凝土时的抗弯性能,并对圆形截面和矩形截面钢管混凝土柱的抗弯性能进行对比分析。结果表明:钢管内灌注混凝土后抗弯性能增加明显,对于双块式轨枕,综合考虑造价,采用宽×高=200mm×500mm的矩形截面钢管混凝土柱抗弯性能最优。     

商合杭铁路1-140m先拱后梁法平行系杆拱结构设计

新建商合杭铁路西苕溪右线特大桥跨越长兴港采用1-140 m系杆拱方案,为预应力混凝土平行钢管混凝土拱桥,采用先拱后梁方法施工。介绍采用无砟轨道时系杆拱设计方案,并根据实际施工阶段建立有限元模型计算分析,确定结构的合理形式及先拱后梁施工工序,计算拱肋、系梁、吊杆等结构应力、刚度、稳定性等设计参数。分析结果表明:(1)该桥主体结构应力、变形等均满足规范要求;(2)系杆拱应用于无砟轨道时,静活载梁端转角引起钢轨上拨及下压量宜按1 mm限值控制;(3)先拱后梁系杆拱采用施工阶段分批张拉钢绞线系杆形式,实现无支架施工,满足不中断通航要求。     

高速客运专线铁路铺设无砟轨道过渡段结构设计

对无砟轨道的刚度进行计算分析,提出轨道过渡段的合理刚度设置标准为钢轨挠度变化率应控制在0.3 mm/m以下,同时轨面变形折角的限值应控制在1.5‰。对设置辅助轨过渡方式进行计算分析,通过计算得出基本轨内侧设置2根60kg/m钢轨较设置2根50 kg/m钢轨更为合理。对设置辅助轨过渡方式进行设计方案系统阐述,介绍粘结道砟、调整扣件刚度、采用合成轨枕等过渡方式。     

港珠澳大桥江海直达船航道桥0#块近塔支架设计

港珠澳大桥江海直达船航道桥0#块施工,考虑到海洋环境及高处作业的安全性、高效性,采用搭设移动模架和钢管桩的近塔支架工艺。根据现场实际情况,确定了简单的支架设计方案,并通过计算,对移动模架和钢管桩进行受力分析,并选择海洋环境中最不利工况计算了钢管桩的稳定性。结果表明,设计的近塔支架受力效果好,强度、变形、稳定性满足施工要求。     

大跨径拱桥缆索施工支架非线性受力特性分析

随着钢管混凝土拱桥跨径的增大,缆索吊装施工过程中,塔架的受力安全性问题备受关注,但主索的计算为简化的理论计算,不考虑主索滑移及塔架偏位对主索受力的影响,导致塔架受力计算不够精确。以某430 m大跨度钢管混凝土拱桥为例,建立索塔一体化并考虑主索非线性及滑移的有限元模型,考虑塔架偏位对主索及塔架变形与受力的影响,将得到的有限元受力分析结果与现有解析方法的求解结果对比分析,结果表明:有限元方法计算结果偏大,与解析法差距在10%以内,说明考虑主索滑移及塔架偏位时结构受力更不利,此种模拟方式能够较精确地计算主索及塔架的变形及受力特性,为钢管混凝土拱桥的施工提供指导。     

潘家河中承式钢管混凝土拱桥施工技术

潘家河大桥为1孔150 m中承式钢管混凝土拱桥,对其钢管拱肋组装、拱肋架设、混凝土灌注、吊杆安装、吊杆横梁的安装等各施工阶段进行介绍,并根据该桥的特点,成功地采用缆索吊吊装无支架安装单肋合龙施工方案。     

大跨多连拱桥梁高支架设计与施工

临时支架结构对桥梁安全施工极为关键,结合大跨多连拱水利渡槽施工实践,研究山谷风区多连拱高支架设计与施工技术。拱圈支架采用钢管支架+贝雷梁结构,这样支架的迎风面积小,受风荷载影响相对小,节省材料。支架顺桥向一共6组,每组2排,横向1排设置5根钢管立柱,钢管立柱间距为3.8 m+5.0 m+5.0 m+3.8 m,中间3根立柱为主要受力立柱,两侧的立柱主要增加稳定效果。拱圈浇筑时的水平推力较大,为了确保支架的稳定性,采用钢管将其连接成一个整体。上部主梁采用贝雷梁形成的支撑架,在拱圈腹板位置进行加密,并且采用槽钢进行横向连接形成整体。按方案实施,支架稳定性得到充分保证,确保了拱圈施工安全。     

重载铁路大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计研究

对某重载铁路一座大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计的桥梁布置、拱肋截面及线形、拱肋横撑形式、拱上桥墩方案、施工方法等若干关键问题展开研究,通过有限元对桥梁的承载力、刚度、自振特性等方面进行计算分析,得出以下主要结论:(1)上承式钢管混凝土拱桥能很好地适应桥址地形、地质条件;(2)拱肋采用四肢桁式截面,横向内倾6.5°,拱轴线形采用m=3.0悬链线,具有较好的受力性能;(3)腹杆采用H形钢构件,与拱肋弦管采用大节点连接方式,能满足重载铁路疲劳性能要求。(4)钢筋混凝土排架式桥墩在受力、景观等方面是最优选择。     

哪吒大桥钢桁加劲梁悬臂拼装过程中连接方式研究

研究悬索桥钢桁加劲梁悬臂架设中,节段间连接方式对桥梁施工的影响.以哪吒大桥钢桁加劲梁的架设为工程实例,建立了钢桁加劲梁逐次刚接施工方案、刚-铰混合连接施工方案(全桥对称设置26对双铰)和刚-铰混合连接施工方案(全桥对称设置6对双铰)的有限元计算模型,计算分析了这3种连接方式对钢桁加劲梁结构和吊索受力的影响,综合考虑哪吒大桥施工过程中的结构受力、施工现场环境及施工条件,建议哪吒大桥钢桁加劲梁架设采用全桥对称设置6对双铰的刚-铰混合的连接方式进行施工,并针对哪吒大桥钢桁加劲梁施工架设的特点给出了桥梁施工建议,供哪吒大桥钢桁加劲梁的架设施工,取得了较好的施工效果.     

城市轨道交通用新型连块式轨枕设计研究

针对目前我国城市轨道交通项目普遍采用的预应力混凝土长枕及普通混凝土短枕进行了优缺点对比分析,借鉴高速铁路双块式无砟轨道中双块式轨枕的连接方式,研发设计了一种适用于城市轨道交通项目的新型轨枕结构——连块式轨枕。新设计实现了轨道精度易控、施工运输便捷、道床整体性强的设计目标。通过检算分析论证了新型轨枕具有足够的承载、抗变形能力,在城市轨道交通项目中具有较高的推广应用价值。     

矩形钢管混凝土梁受弯性能试验研究

通过8根矩形钢管混凝土梁的试验,研究分析了矩形钢管混凝土梁的受力特点和承载能力,结果表明：矩形钢管混凝土梁具有优良的变形能力、较高的承载力和稳定的后期承载力与变形性能,钢与混凝土得到了充分利用。将矩形钢管混凝土梁的受力性能与钢筋混凝土梁和钢梁的受力性能进行了对比分析,矩形钢管混凝土梁在承载力、变形能力、经济效益等方面较之其他梁有一定的优势。     

东苕溪桥尼尔森体系提篮拱的制造安装技术

宣杭铁路东苕滇特大桥主桥采用计算跨度112m的尼尔森体系提蓝式钢管混凝土系杆拱桥，拱肋制造以折代曲，采用厂内半跨立体预拼、现场分段立体组拼、缆索吊机起吊、扣索塔架斜拉扣挂分段悬拼方案进行施工。