简支双线钢桁梁桥设计与施工技术研究

研究目的:简支钢桁梁设计、施工较为复杂,设计过程中必须考虑相应的施工方案,针对不同的施工方案作相应的计算、设计。本文以漯阜铁路颖河特大桥为例,对128 m简支双线钢桁梁设计与施工进行简要分析、研究,为同类型的桥梁设计与施工提供参考。研究结论:漯阜铁路颖河特大桥,引桥为32 m跨度的简支梁,主桥斜交跨越颖河Ⅳ级航道通航河流,单孔双向通航,受通航净高、净宽限制,经通航论证及方案比选,主跨采用128 m简支钢桁梁。由于受施工条件限制,施工期间不能影响通航,采用了在岸上搭设支架,在河中设置临时支墩,支架上完成拼装,并在钢桁梁前端安装导梁,半悬臂拖拉(顶推)法架设,既满足了施工时不影响通航的要求,又节省了施工时间。     

基于概率神经网络的钢桁梁桥螺栓脱落损伤定位识别研究

建立钢桁梁桥的ANSYS有限元模型,将钢桁梁桥按几何位置划分为4个子结构,通过概率神经网络将螺栓脱落损伤定位在子结构内.通过降低杆端单元的抗弯刚度来模拟螺栓的脱落损伤,并选择曲率模态变化率作为概率神经网络的输入参数.通过数值模拟,分析不同训练样本下概率神经网络对螺栓脱落损伤的定位识别结果.结果表明:Spread值对概率...     

大跨度上承式铁路钢桁梁悬臂架设施工技术研究

以玉磨铁路元江双线特大桥(108+151.5+249+151.5+108)m上承式连续钢桁梁为例,该桥跨越红河深切河谷,山高坡陡沟深,现场地形地貌复杂,地势高差较大,道路狭窄且急弯较多;具有结构体系新颖、辅助工程设计与施工难度大、钢桁梁悬臂架设施工安全风险高等难点,且目前国内外尚无此类上承式铁路桥施工经验可循.对该桥施...     

大跨度铁路连续钢桁梁桥预拱度设置研究

通过实际工程应用,对大跨度连续钢桁梁桥预拱度的设置方法进行研究。采用几何法建立上弦杆杆件调整值与下弦杆节点位移的影响矩阵,然后建立上弦杆调整值与预拱度的函数方程,通过求解多元约束条件方程组,得出合适的上弦杆调整值。几何法仅是杆件的几何关系,与受力无关,与预拼装过程一致,偏差小;并且建立影响矩阵方便,无需借助有限元计算;影响矩阵小,每跨可以单独计算,互不影响,提高收敛和计算速度;给出一种较为简单的预拱度设置方法,大大简化预拱度设置工作并经过工程验证是正确的。     

基于健康监测的钢桁梁桥结构承载力可靠性评估

桥梁结构健康监测系统能有效监测桥梁结构上的各种作用及结构效应,可为准确评估桥梁结构状态提供信息。以一座钢桁梁桥健康监测数据为基础,研究基于健康监测的钢桥构件承载力可靠性评估方法,分析应变信号的特点,并根据一段时间内的健康监测数据对桥梁结构进行承载力可靠性分析,建立基于随机车辆荷载模型的桥梁承载力可靠性评估方法,探讨温度效应对结构承载力可靠指标的影响。结果表明:由移动车辆振动引起的钢桥构件应变很小,移动车辆荷载产生的静力响应对构件承载力可靠指标起控制作用;随机车辆荷载模型能较好地模拟实际列车通行情况,结合有限元方法,能快速对钢桥构件承载力进行可靠性评估;考虑温度效应后构件承载力可靠指标有所减小,且温差越大,变化越明显。     

大跨铁路钢桁梁桥的车—桥耦合振动分析

采用界面位移综合法，分析计算了某大跨（每跨１４４ｍ）双线下承式铁路三跨连续钢桁梁桥在东风４型机车通过时的动力响应。文中将机车作为３３个自由度的振动体系，建立了机车的动力学方程；采用空间梁单元建立了该桁梁桥的振动方程；建立了列车过桥时考虑轨道运动及轨道不平顺时车－桥系统的动力学方程式。按Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ法模拟轨道不平顺，模拟计算了列车过桥时车－桥系统的空间动力响应。最后，列出了计算结果，并对计     

大跨度无砟轨道简支钢桁梁桥温度效应研究

官厅水库特大桥是京张高铁的重难点控制性工程之一,主桥采用多孔曲弦钢桁梁桥式跨越官厅水库,长度880 m,是目前国内最大规模高速铁路无砟轨道钢桥.以京张高铁官厅水库特大桥主桥为依托,开展无砟轨道钢桁梁桥温度效应研究,对现行规范中温度荷载取值存在的问题进行分析,提出桥面形式为正交异性钢桥面板+混凝土桥面板的无砟轨道钢桁梁桥...     

在役铁路钢桁梁预应力加固研究

铁路提速、轴重提高,在不中断交通的情况下,快速提高现有铁路桥梁的承载能力是目前亟待解决的问题。为推进预应力技术加固钢桁梁,以某在役铁路钢桁梁为依托工程,提出几种预应力加固方案,建立有限元模型,对比分析不同方案加固大跨度钢桁梁的效果。研究表明:单跨加固可以有效提高钢桁梁的承载能力但不能有效提高其刚度,而简支变连续加固对提高其承载能力和刚度效果均比较明显,在具备条件的情况下,是可优先选择的科学加固方案。     

高速铁路跨度132m再分式简支钢桁梁设计研究

西成高铁上跨西宝高铁及福银高速公路,与西宝高铁夹角仅14.2°,建桥条件复杂,经方案比选后采用1-132 m再分式简支钢桁梁。本桥是西成高铁重难点控制性桥梁工程,是国内首座高速铁路铺设无砟轨道的最大跨度简支钢桁梁桥。对本桥的关键技术问题进行研究,详细介绍本桥的主桁结构形式、杆件尺寸、联结系、桥面系、主桁计算模型及其计算注意事项、主桁及桥面系计算结果、动力分析结果、预拱度的设置、施工方案等。研究结果表明:再分式钢桁梁有效提高结构刚度;采用的正交异性板结构设计参数合理可靠;通过采取梁端设置过渡梁的措施,满足无砟轨道高速行车的要求;桥梁的强度、刚度、疲劳及动力性能等均满足高速铁路规范的要求。     

高速铁路四线大跨钢桁斜拉桥主桁研究

目前四线铁路钢桁梁多采用三主桁型式,采用双主桁的四线铁路桥跨度多在200 m左右。当四线铁路钢桁梁采用双主桁时能适应最小线间距要求,减小主桁横向总宽度,并降低主桥和引桥的工程规模及邻近隧站工程量,因此研究双主桁大跨度钢桁斜拉桥在工程上具有重要意义。结合某高速铁路四线大跨钢桁斜拉桥主桁横断面布置及桁梁主要构造尺寸,从结构受力、技术经济指标、不同桁宽所引起的引桥规模等方面研究三片桁与两片桁的主要差别,合理推断出四线高速铁路钢桁梁最小桁宽。同时从主桁腹杆承受较大面外弯矩及用钢量等方面比较四线主桁腹杆采用三角桁与N形桁的区别。最终确定主桁梁采用桁宽24.3 m的双主桁、腹杆为三角形桁式的钢桁架。研究结果表明:四线双主桁钢桁斜拉桥应用到500 m左右大跨度桥中在技术和经济上是可行的。     

铁路钢桁梁桥疲劳检算三线系数

我国铁路正准备修建三线桥甚至四线桥,现行规范及研究只涉及到两线桥的疲劳检算。将三线铁路桥梁列车相遇的复杂随机过程问题简化为较简单的概率问题,推导出铁路三线钢桁梁桥列车两两相遇概率及相遇次数、三线相遇概率及相遇次数,通过模型处理和简化,推导出三线钢桁梁桥疲劳检算三线系数的近似计算式。算例说明,应用近似计算式将使三线钢桁梁桥的疲劳检算变得简单、方便。该研究思路和方法也为四线钢桁梁桥及更多线钢桁梁桥的疲劳检算多线系数研究提供依据。     

客货共线铁路双拱肋大跨度钢桁拱桥设计研究

目前我国钢桁拱桥建设技术已达到国际先进水平,但是大跨度的钢桁拱桥多用于公路,专用于铁路的比较少,以国内单孔跨度最大的双线铁路钢桁拱桥——贵广铁路主跨286 m的东平水道大桥为工程实例进行研究。对其进行平面及空间分析,比较在不同荷载工况下,钢桁拱桥选择不同拱轴线、矢跨比时的内力和应力变化,深入了解铁路大跨度钢桁架拱桥的受力特性。研究表明,该类桥梁结构的拱轴线采用圆曲线和二次抛物线比较合理,并且在合理的范围内,上、下拱肋矢跨比越大,且二者差值越大越经济。     

减震榫与榫形防落梁装置应用于高速铁路简支梁桥的简化计算方法

针对应用最为广泛的铁路简支箱梁桥,结合铁路桥梁的抗震设防特点,研发了两种适用于铁路桥梁的新型减隔震装置—减震榫与榫形防落梁。对这两种装置进行长期深入的理论与试验研究,并且将装置在铁路桥上进行少量的工程应用,为装置的大量推广使用奠定了坚实的理论与实践基础。为规范减震榫与榫形防落梁装置的使用,利于装置的推广应用,对两种装置从构造到简化计算方法依次进行详细介绍。首先简要介绍装置的构造、作用机理及力学特性;然后采用非线性反应谱分析方法,对装置应用于铁路简支梁桥抗震设计的简化计算流程及公式进行详述;为加深工程技术人员对简化计算方法的理解与采用,给出了工程算例;由于计算过程涉及到反复迭代计算,为减少计算工作量,开发了计算分析的小程序。     

既有线钢桁梁桥横向刚度加固技术

对提速线路上5座不同跨度横向振幅严重超限的单线钢桁梁的车桥耦合振动进行分析,提出通过加强下弦杆和上、下平纵联斜杆的加固方案,并据此实施加固。桁梁加固前后理论计算和动力测试结果的分析与比较表明,加固后的桁梁自振频率得到明显提高,跨中横向振幅大幅降低,各项动力特性指标均已满足《铁路桥梁检定规范》所规定的允许值,列车的脱轨系数Q/P和轮重减载率ΔP/P也小于《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》(GB5599—85)所规定的限值,加固后各孔桁梁的横向刚度和动力特性已满足货车80 km.h-1、客车160 km.h-1的安全运行要求,且加固费用大幅度降低。     

铁路框架简支板桥的研究

新建铁路与既有铁路小角度交叉,一般采用框架墩+简支梁的桥跨形式,但是框架墩结构高度高,本文提出的框架简支板桥能够很好地解决这个问题,并且从施工和设计角度论证了工程的可行性。研究结果:框架简支板在设计上强度、刚度满足规范要求,施工可行,具有较好的经济价值,值得推广应用。     

长联大跨连续钢桁梁抗震型式研究

以黄大线黄河特大桥主桥(120+4×180+120)m下承式连续钢桁梁结构为实际工程背景,研究非线性黏滞阻尼器对该桥抗震性能的影响。利用Midas/civil建立空间有限元模型,选用适合桥址处场地等级及地震特性的3条地震波,采用非线性时程分析方法,检算在活动墩与主梁之间设置液体黏滞阻尼器装置和无阻尼器的不同抗震效果。结论表明在活动墩与主梁之间设置液体黏滞阻尼器装置,有效协调各活动墩在动力作用下的参与工作,降低固定主墩地震力,有效提高主桥的地震设防标准。