两自由度及三自由度桥梁断面颤振导数的强迫振动识别法

长期以来,桥梁断面颤振导数的识别都是大跨度桥梁颤抖振响应分析中的重点和难点问题。本文基于现有的非定常气动力和颤振导数的测试方法,首次在国内成功实现了在风洞中测试两自由度桥梁节段模型颤振导数的强迫振动法,并通过大量的试验验证了本测试装置的可靠性。在两自由度桥梁断面颤振导数的强迫振动法识别装置的基础上,作者和国防科技大学及同济大学风洞试验室联合研制开发了一套三自由度桥梁断面颤振导数的强迫振动法识别装置,进一步的研究正在进行中。     

基于静动力测试数据的斜拉桥模型修正

对大跨度桥梁结构进行健康监测研究的首要问题,是建立一个满足工程精度要求、反映桥梁结构力学特性的有限元模型.本文以成桥荷载试验静测中的位移和动测中的频率作为状态变量,以各项实测值与相应计算值的百分比偏差的平方和作为目标函数,结合ANSYS的优化分析功能,对大型桥梁结构的初始有限元模型的计算参数进行修正.修正过程中引入约束条件限制各待修正参数和状态变量的变化范围,使得修正后的各参数具有明确的物理意义.修正后的有限元模型为桥梁健康监测计算分析提供了更加切合实际的数学模型,也验证采用ANSYS进行模型修正的可行性.所提方法可供同类大跨桥梁结构的有限元模型修正借鉴.     

基于梁体转角的高速铁路桥梁挠度测试方法研究

高速铁路桥梁设计由刚度控制,国内外规范多以设计荷载作用下的挠度作为限值指标。传统挠度测试方法对高速铁路桥梁存在适用性问题,通过倾角仪测量梁体转角以及简化振型函数法拟合得到桥梁挠度的方法,为高速铁路桥梁准静态挠度测量提供了一种新手段。对简化振型函数法进行有限元模型验证,建立包含数据采集和分析的测试系统,并进行现场试验验证。结果表明:基于梁体转角拟合的桥梁挠度测试方法能够满足工程上的对桥梁挠度测试的要求,测试系统不受桥梁跨度和地形的影响,可以用来测试跨越江河和峡谷等桥下较难以安装传统挠度测量传感器的大跨度桥梁的准静态挠度,测试系统适用性较强。     

超大跨度铁路桥梁列车加载长度研究

加载长度对千米级超大跨度桥梁截面尺寸及造价投资起重要作用,需对主跨或主桥联长大于1 km以上的桥梁列车加载长度分析。通过研究,拟找到中-活载及ZK荷载等不同荷载形式下超大跨度桥梁荷载合理加载模式。研究结论:城际铁路及客运专线可按照450 m加载长度加载,普通客货共线铁路及货运专线加载长度根据本线的货车编组情况,可按所设计到发线有效长度作为超大跨度桥梁加载长度;对于主桥联长小于3 km的桥梁,全桥范围内可仅采用1个加载长度加载。     

高速铁路900t级常用跨度桥梁建造技术

研究目的:通过总结高速铁路900 t级常用跨度桥梁设计特点及施工要点,介绍高速铁路900 t双线铁路简支箱梁研究结论:针对我国国情,铁道部组织在高速铁路桥梁设计、施工技术和关键技术装备等方面开展了大量的科技攻关工作.由此,高速铁路桥梁在设计理念、施工工艺、运架技术等方面,都取得了巨大的成就.高速铁路桥梁采用以32 m跨度为主的双线整体箱梁,形成了我国独特的铁路常用跨度的900 t级简支箱梁建造模式,并大力推进了预制箱梁、运架设备成套技术的发展.     

铁路变高度连续钢桁梁桥检修车结构设计

研究目的:桥梁养护和维修是保障桥梁寿命和行车安全的一项非常重要的工作,南昌枢纽东新赣江特大桥为变高度连续钢桁梁桥,也是目前我国跨度最大的铁路四线钢桁梁桥,本文旨在研究能安全爬坡、过跨,同时满足该桥起升高度大、横向跨度大、防电性能要求高等需求的检修设备结构设计方案。研究结论:本文研究的检修车结构方案:(1)通过电控插拔销装置,可实现检修小车步履式走行,无需作业人员到弦杆上操作,同时小车与轨道之间安装了反滚轮装置,提高了施工作业和走行的安全性;(2)通过将走行轮箱制作成拱形,实现了检修小车的过跨行走,一台检修车即可完成全桥检修工作,可有效降低成本;(3)侧面悬挂工作台采取轻质可伸缩的桁架式吊笼,并在桁架上采用限位保护装置,可实现上弦侧面及腹杆的全面、安全检修;(4)本文介绍的技术方案可供变高度、横向跨度大的同类型钢结构桥梁检修设备设计提供参考。     

沪杭客专32m箱梁徐变试验相似模型设计方法研究

相似关系设计是模型试验的关键环节。以沪杭客专32 m跨度的简支箱梁为原型,探讨了适合于徐变试验的模型的设计方法,建立了模型和原型的相似关系,设计了简单相似模型梁结构,推导出模型梁与原型梁的弹性上拱和徐变上拱的相似关系。通过对比分析原型梁的弹性上拱推算值、徐变上拱推算值与实测值,验证了相似模型的合理性。     

市域铁路大跨度桥无砟轨道 竖向变形控制

为解决在市域铁路大跨度桥梁铺设无砟轨道的难题,以温州市域铁路 S3 线永宁大桥(140+200+260+140) m 为例,提出了市域铁路大跨度桥梁铺设无砟轨道竖向变形控制标准,建立了车-轨-桥耦合系统动力仿真模型, 并开展多种工况下桥梁、轨道动力响应分析。结果表明：桥梁挠跨比、竖向变形曲率半径、梁端转角、轨面平顺 性等指标均满足铺设无砟轨道技术要求;列车按设计速度通过永宁大桥时行车安全性和舒适性指标均满足要求; 对温度荷载作用下桥梁温度变形曲线进行评估,10 m 弦轨道高低不平顺满足规范要求。研究成果可为市域铁路大 跨度桥梁铺设无砟轨道提供参考。     

桥上无缝线路温度跨度的极值影响因素分析

为科学合理地确定不设钢轨伸缩调节器的桥梁温度跨度,通过建立线桥墩一体化计算模型,研究各种因素对有砟桥上无缝线路最大温度跨度的影响。研究结果表明：钢轨顶面垂磨增大,最大温度跨度逐渐减小;墩顶纵向水平位移增大,最大温度跨度与墩顶位移近似成等比例减少;制动力对钢轨升温幅度较大时的最大温度跨度有一定影响;大机维修所确定的温度跨度要比大机清筛的小;为减缓地震对桥梁纵移、横移的影响,高速铁路桥梁设计中应采用防落梁装置。综合分析后,考虑了轨温变化幅度、墩高2个影响因素,得出了桥梁温度跨度极值的建议值,如最大墩高小于30m,轨温变化幅度分别为30,40和50℃时,温度跨度极值分别建议为320,300和280m。     

承受特殊活载的简支槽形箱梁结构设计

介绍涟源钢铁厂铁水运输专线上的一座64 m简支槽形箱梁的设计特点。该桥跨度大,与温福铁路线上的白马河特大桥跨度相同,共同创造了铁路简支梁跨度世界最大的记录;承受活载大,铁水罐车重力大约是中活载的3倍;温度受力复杂,罐车体外温度理论计算值为296℃,由于空气和桥梁的热工参数不易确定,难以计算车体移动热辐射在桥梁中产生的温度场。设计中采用下部弧形箱梁加上部翼墙的组合截面形式,以降低结构建筑高度,满足桥下净空要求。采用分段浇筑的施工方法,先浇筑箱梁后浇筑翼墙,具有组合结构的受力特征。针对该桥上述受力特点进行了详细的计算和分析,确定了合理的截面形式和尺寸,优化了预应力的张拉顺序,探讨了不同温度模式下桥梁的受力状况。设计表明,各项指标均满足相关规范要求,并有足够的安全系数,文中提出的计算方法和结论可供同类桥梁设计参考。     

城市轨道交通低置桥梁结构方案研究

以上海市某轨道交通线路设计为实例,提出地面线采用低置桥梁结构的必要性,对于低置桥梁在使用场景、结构形式、力学性能、运营维护等方面的特殊性进行分析,重点计算研究不同结构形式下的低置桥梁下部结构刚度对于全桥力学性能的影响.研究结果表明,低置桥梁的上、下部结构连接形式、桥梁跨径、下部结构刚度是决定全桥结构安全性和影响桥梁适用...     

铁路大跨度提篮式系杆拱桥全桥模型试验

九曲河大桥是大跨度尼尔森体系钢管混凝土提篮式系杆拱桥设计方案,为了检验结构在施工及运营阶段能否满足高速铁路桥梁的功能要求,进行了该桥的全桥模型试验研究。简单介绍了模型的设计原则、相似关系和技术要点,对模型的加载方法、配重大小、测试截面设置等也进行了讨论。重点是通过对试验结果的分析以及与理论计算的比较,全面研究了结构在多种工况下的结构行为。研究表明,尼尔森体系具有受力匀称、承载能力大的特点;试验研究也验证了计算理论的正确性,同时表明该桥具有足够的横向刚度,具有较大的承受超载和偏载的能力。     

铁路大跨度钢桁梁加劲拱桥风致振动研究

桥梁风害是工程界非常关心的问题之一,桥梁应具有抵抗风力作用的能力。风对桥梁的作用不单纯是平均风的静力作用,特别对于大跨度桥梁,因其柔性较大,设计时还必须考虑涡振、弛振、颤振等空气动力效应。并且对于铁路这种极其重要的基础设施,风致振动会严重影响其安全性和平稳性。以广州铁路枢纽东北货车外绕线北太路大桥156 m大跨度简支钢桁梁加劲拱为例,基于ANSYS动力特性分析与CFD数值风洞模拟,对其工字型吊杆风致振动进行了细致的研究,揭示了风对铁路桥梁结构的作用机理和特点,为指导和优化桥梁结构设计提供了可靠的保障,也可为类似工程项目提供参考。     

城际铁路常用跨度简支箱梁频率限值研究

根据目前城际铁路桥梁设计相关资料,拟定城际铁路常用跨度简支箱梁的截面尺寸,建立有限元模型,进行结构的竖向基频计算,根据设计荷载效应大于等于实际运营车辆荷载效应的原则,得出各跨度简支梁实际运营车辆最大容许动力系数。应用车辆-桥梁耦合振动分析理论,进行动力仿真分析,得到各跨度简支梁在实际运营车辆下的实际动力系数。通过比较得出,按照国际铁路联盟规定的桥梁结构频率下限值设计,能够满足结构安全及舒适性要求。     

小跨度连续刚构在深层软土地基中的应用

受车站填土高度控制,处于深层软土(厚度达到20～40 m)地段的铁路,车站范围以外的填方高度为5 m左右时,采用路基方案难以满足工后沉降要求,一般都是以桥代路.当桥较矮且受水位控制而不能采用最经济合理的32 m(或24 m)简支梁桥方案时,桥梁结构形式多选用结构高度较小的框架桥方案.以甬台温铁路渔金特大桥施工图设计为例,分析了框架桥方案的优缺点(优点是整体性好、沉降较均匀,缺点是基础工程量大、造价高),提出了小跨度板式连续刚构方案,对小跨度连续刚构的设计内容作了较为全面的介绍.通过设计对比,论证了该项设计在技术与经济性方面的优越性.     

基于OpenGL的大跨桥梁健康监测系统动态仿真模拟研究

桥梁健康监测逐渐成为土木工程界研究的又一热点,而GPS定位技术的飞速发展正好给桥梁健康监测注入了新的血液.从桥梁健康监测系统的设计准则出发,提出了一套完整的基于GPS大跨度桥梁健康监测系统的总体设计方案.基于OpenGL技术,以三跨两铰悬索桥为例,开发了一套桥梁位移实时监测的动态演示系统.     

节段预制桥梁技术在广州地铁的应用及发展研究

自2003年开始,广州地铁先后在4号线、6号线、14号线和21号线采用了节段预制桥梁技术,从开始应用阶段的节段预制简支梁逐渐发展为连续刚构.为了更好地推动节段预制桥梁技术的进一步发展,发挥节段预制连续刚构的优势,对节段预制桥梁技术在广州地铁的应用和发展进行了总结;对节段预制简支梁和连续刚构进行了对比分析,表明后者可以节省建设期总造价和运营期支座维养费用;提出了技术提升建议:标准段桥梁跨度尽可能统一、上下部结构全桥预制、体内体外预应力混合配束、可重复利用的临时预应力张拉台座、墩顶0号块预制架设和全桥无支架施工,可以进一步提高综合经济效益.     

中低速磁浮交通简支轨道梁设计研究

为研究选择合适的中低速磁浮交通简支轨道梁结构型式,基于中低速磁浮交通的特点,分析国内外磁浮线路的桥梁型式及跨度;以长沙中低速磁浮为工程背景,在满足使用功能、技术经济性、美观及养护等要求下,对比分析了各梁高、梁型条件下轨道梁的差异,研究选取合理桥梁跨度、结构型式,并对梁部的构造设计和接口设计进行了初步的论述。得出以下结论:(1)对比国内外磁浮线路的桥梁型式及跨度,综合已建工程实例和长沙磁浮工程可行性研究及初步设计阶段比较结果,高架区间拟采用梁高2. 1 m、跨度25 m简支梁为主;(2)综合考虑技术经济性、施工便捷性、线路后期维护、景观效果等,轨道梁采用并置单线箱梁方案;(3)针对轨道梁进行横联设计及曲线轨道设计,同时兼顾桥上设备、电缆等的布置及疏散、检修通道的空间设置,完成其接口设计。     

高速铁路连续梁空心桥墩地震分析

对于高速铁路常规跨度连续梁桥桥墩的地震力,目前设计者多采用抗震规范中单墩地震力计算公式计算,这与全桥模型的实际情况显然不符。为此,利用Midas/Civil软件建立了三种跨度连续梁的全桥空间动力模型,并通过改变基础的形式以及基础的边界条件来改变桥墩的整体刚度,分别将全桥模型计算的地震力结果与规范法的单墩模型计算的结果进行了比较,得出了两者比值(全桥模型数值/单墩模型数值)。当桥墩刚度越强时这个比值越小,桥墩刚度越弱时这个比值越大的结论。并给出了这个比值与刚度之间的关系曲线。最后提出了对于实体桥墩及考虑活动支座摩擦影响的展望。     

铁路桥梁现浇支架设计技术研究及应用

支架现浇制梁是铁路桥梁建造重要方法之一,但由于其缺乏系统完善的设计技术,桥梁特别是大中跨度桥梁现浇支架安全、质量事故时有发生。以铁路桥梁现浇支架设计技术积累为依托,结合京石铁路客运专线某(80.6+128+80.6)m跨度连续梁支架现浇工程实例,对桥梁现浇支架设计技术(支架形式、荷载及其组合、工况分析、模型建立、结构计算和设计要求等)进行综合分析和论述,以期对其他铁路现浇支架设计和施工提供借鉴作用。