渝遂铁路草街嘉陵江大桥船撞风险分析

研究目的:随着我国近来几起严重的船舶撞塌桥梁事故的发生,桥梁的船撞问题也越来越受到政府部门、桥梁业主、设计部门的关注.目前,美国和欧洲规范都将船撞事件处理为风险事件,根据可接受风险的水平来指导桥梁的船撞设计;我国规范则是将船撞事件处理为偶然作用,根据航道和通航船舶情况给定设防船撞力;比较而言,我国桥梁船撞设计还没有形成一个系统的设计思想.为此,进行船撞风险分析,为安全评估提供依据.研究结论:采用AASHTO方法,对渝遂铁路草街嘉陵江大桥在近期和中远期通航密度下进行了船撞风险的研究与分析,得出了大桥在近期和中远期预测通航密度下桥梁的年碰撞频率、年倒塌频率,并提出了有关建议,为进一步深入研究奠定了基础,为船撞安全评估提供了依据.     

墩水相互作用对深水桥墩与船舶撞击的影响研究

为研究船撞桥过程中深水桥梁的碰撞力及响应,在对比等效密度系数法和流体有限元方法的基础上,提出了更为实用的考虑墩水相互作用的桥墩与船舶撞击的分析方法。采用单塔模型和全桥模型研究了墩水相互作用对深水桥梁船撞力及响应的影响。研究结果表明:等效密度系数法可以代替流体有限元方法;墩水相互作用对碰撞力最大值影响不大;考虑墩水相互作用可使体系振动频率减小,振动固有周期增大。     

铜陵公铁两用长江大桥船撞引起列车脱轨分析

研究目的:准确测算船撞作用下桥梁的结构动力响应,对评估因船—桥碰撞后桥梁响应而引起的列车脱轨分析具有重要意义。本文围绕铜陵公铁两用长江大桥论述船撞桥墩引起列车脱轨分析的一般流程,首先通过ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件模拟10 000 t级与5 000 t级船舶在最高、常规以及最低通航水位下满载正撞和侧桥向20°撞击桥梁的主塔和辅助墩,得出在各船撞工况下碰撞力-时程曲线。然后将船舶撞击时程曲线作为动力荷载输入至整桥有限元模型中,计算桥梁结构关键部位尤其是主梁的横向位移和加速度响应。研究结论:(1)在最高通航水位下,船舶满载正撞桥墩产生的撞击力最大;在该最不利工况下,撞击作用对桥梁结构动力响应以及列车的脱轨风险具有较大影响;(2)当3#主塔受到10 000 t级船舶撞击时,导致2#桥墩墩顶主梁的横向加速度达到0.922 m/s2,未超过列车脱轨加速度临界限制1 m/s2,列车脱轨概率极小;(3)通过简化的风险标准导出脱轨概率公式计算表明,该桥遭受到船舶撞击时,其列车的脱轨概率为9×10-5~1.5×10-4;(4)本文的研究结果可供航道上铁路桥梁因船舶撞击导致列车通行安全性研究参考。     

西堠门特大桥船撞桥概率分析与风险评估

桥梁运营期的船撞风险已逐渐成为桥梁工程面临的尖锐问题之一,因此对桥梁运营期的船撞桥进行概率分析并进行风险评估具有重要意义。结合舟山连岛工程,运用AASHTO指南方法对西堠门大桥运营期3号桥墩年船撞概率进行计算,对西堠门大桥运营期的船撞桥风险进行了评估。西堠门大桥运营期总体船撞风险评估等级为二级,属于低风险水平。     

内河高桩承台桥梁船撞动力响应分析

为了对内河高桩承台在船舶撞击作用下的动力响应进行研究,本文选取一座高桩承台桥梁为研究对象,探讨了船舶撞击承台、船舶撞击桩基和船舶撞击横系梁加固后桩基3种工况下桥梁的位移和应力响应。计算结果表明,虽然船舶撞击桥梁承台比撞击桩基工况下船撞力大,但撞击承台时所有桩基整体受力,导致结构的位移和桩基内力响应较小;在船舶撞击桩基工况下,桩基采用横系梁加固后,撞击力大小变化不大,但采用横系梁连接后桩基形成整体框架,内力在桩基间重新分配,导致被撞桩基受力减小,有效增大了船舶撞击桩基时桥梁的整体安全性。     

有防撞装置时计算船撞桥的力——铁路桥梁规范中船撞力公式的延伸修订

《铁路桥涵设计基本规范》(TB10 0 0 2 199)中有船撞桥墩的力的计算公式 ,该公式用“撞后镶住不动 ,动能全部耗尽”的状态 ,计算出最大正撞力 ;并考虑了船的质量、速度、相撞时的角度、能量耗散以及船和桥墩两者的刚性。若相撞时两者之间有防撞装置时 ,可将防撞装置与前两者同样对待 ,以防撞装置弹塑性曲线的割线斜率作为平均弹塑性系数C3 ,推导出有防撞装置时的船撞力公式 ;并反对对本公式作过分的简化     

刚构-连续梁桥船撞桥墩最不利位置及安全性评价

以湘府路湘江大桥(65+5×120+65)m刚构-连续梁桥为工程背景,采用2种方法研究了桥墩在纵横向船舶撞击力作用下的墩身弯矩随船舶撞击高度的变化规律,以确定船撞桥墩的最不利位置。方法一采用简化计算模型进行桥墩弯矩公式推导,方法二采用Midas Civil建立空间有限元仿真全桥模型进行墩身弯矩计算。计算结果表明:有限元仿真全桥模型计算得出的墩身弯矩与简化计算模型推导出的结论是一致的,在船撞力作用下整个桥墩中墩底弯矩最大,且墩底弯矩随着船撞力作用点的升高而增大;简化计算模型中采用了若干简化处理,在进行桥梁船撞安全性评价时宜采用有限元仿真全桥模型计算。本文结果对桥墩设计与船撞安全评价具有一定的指导意义,并在此基础上对此刚构—连续梁桥船撞桥墩安全性进行了评价。     

隧道内弹塑性钢管混凝土防撞系统设计及列车撞击荷载研究北大核心

为了减轻列车在隧道内脱轨后引发的灾害,提出了一种设置于隧道内用于抵挡高速列车脱轨后撞击的新型防撞系统。该系统由W梁、W梁连接件、吸能块和钢管混凝土防撞墩组成。为了研究新型防撞系统的适用性,建立了列车-防撞系统-隧道耦合模型,计算得到在不同撞击角度和撞击速度下列车撞击力时程曲线,分析列车撞击力峰值与列车撞击角度、速度的关系,最不利工况下车头的横向速度、位移时程曲线,以及撞击后列车与防撞系统的形态变化。结果表明:列车撞击力随撞击角度和速度的增大而增大,且撞击角度变化对撞击力影响较大;新型防撞系统可以抵挡列车的撞击作用,吸收部分碰撞能量,并且受到撞击后整体结构保持完整。     

新建公路上跨高速铁路立交桥安全防护措施研究

结合高速铁路运营特点,研究设置上跨高速铁路立交桥上的安全防护措施。本文对防撞、防抛及监控系统等各类安全防护措施的设置进行了研究,防护范围包括跨高速铁路立交桥的主孔及其两端的相邻孔,建议立交桥上设置内外两道防撞护栏,外防撞护栏上设置防护网(板);外防撞护栏之外再设置检修通道及竖直监测电网;内外两道防撞护栏之间考虑设置机动车撞击护栏后的防抛缓冲带,安全防护的横断面布置对于有无非机动车道和人行道分别进行设计。     

基于DPSIR模型的船撞桥风险评价指标体系

为了客观、科学地评价船撞桥的风险程度,保障船舶穿越桥区和通航桥梁的安全,从分析危险源与船撞桥事故关系出发,提出人、船、桥、环境、管理等5类船撞桥危险源;在遵循"代表性与针对性、指标定量与定性综合、全面性与独立性、科学性与可操作性"等指标筛选原则的基础上,结合DPSIR模型中各指标间的制约关系,从驱动力、压力、状态、影响、响应等5方面筛选出12个评价指标,建立船撞桥风险评价指标体系,并对其进行风险评价,进而为跨江河或海湾海峡等通航桥梁的风险评价和风险控制提供理论依据。     

城市轨道交通高架车站结构防撞设计探讨

据相关研究显示,国内现行规范所规定的汽车撞击力往往小于实测值,为保证轨道交通车站的结构安全,探索易于实际工程采用的等效汽车撞击力计算方法是十分必要的。在参考相关文献的基础上,借鉴《铁路桥涵基本设计规范(TB10002.1—2005)》中的船只撞击理论模型,根据能量守恒定律,得出相对保守的等效车辆撞击荷载计算方法。经与其他文献记载的实测资料对比,该计算方法所得出的计算结果与工程实测值比较吻合,具备一定的工程价值,在轨道交通车站防撞计算中,可以按此公式进行结构安全校核。     

金温线横向振幅超限桥梁的列车走行性分析

金温线部分桥梁横向振幅超过<检规>规定的行车安全限值,运营部门担心存在脱轨危险,急需对这些桥梁列车走行性进行评估,以便采取适当的处理措施.建立列车-桥梁系统振动计算模型,运用列车脱轨能量随机分析理论,分析了金温线4座预应力混凝土梁桥的列车走行性.分析结果表明:在现行行车条件下,武义江桥、岭下桥与好溪桥列车走行安全性、平...     

平潭海峡公铁两用大桥航道桥基础设计与施工创新技术

平潭海峡公铁两用大桥为国内第一座跨海峡公铁两用大桥,桥址海域风大、浪高、水深、流急、潮汐显著,且岩面倾斜起伏大、裸岩硬岩分布广,气象水文及地质条件均十分复杂,尤其是桥址海域波流力巨大,为桥梁下部结构设计和施工带来前所未有的困难。为解决风浪作用和通航船撞力作用,3座大跨度通航孔斜拉桥在基础设计和施工中采用多项创新技术,首次选用4.5 m的钻孔桩;为解决复杂海域大直径钻孔桩难题,研发了KTY5000型动力头钻机和相关配套的打桩设备;为克服波浪力作用,部分深水裸岩区域采用导管架辅助建立施工平台;为适应桥位独特的海洋环境,3座大跨度通航孔斜拉桥主塔墩承台均采用圆端哑铃形高桩承台,承台顶露出高潮位以上,承台施工采用集主体防撞结构与施工围堰一体的防撞箱围堰结构,永久结构与临时结构相结合,节约材料的同时降低了施工的安全风险性。其大型防撞箱围堰采用工厂整体制造、整体吊装、整体下放,实现模块化、标准化施工,哑铃形承台系梁范围采用无封底混凝土施工创新技术。     

甘泉洛河大桥特殊水文与多线曲线桥设计

甘泉洛河大桥是包西线上控制工期及线路方案的重点桥渡,该桥是一座与水流斜交角度较小的多线桥。通过桥渡水工模型试验,对桥址处的特殊水文进行了分析,根据分析结果确定了特殊多线桥曲线布置的方法。     

钢桥自适应有限元分析

钢桥自适应分析是钢桥塑性分析理论的一个新探讨,它研究在超出弹性极限的重复荷载作用下结构的弹塑性行为,由于其荷载方式接近桥梁结构的实际承载方式,自适应分析更为真实地反映结构的塑性抗弯承载能力。为推广自适应理论在钢桥结构中的应用,以连续实腹钢梁桥为对象,基于Timoshenko梁弹塑性理论,采用分层梁单元,编制有限元程序模拟结构自适应全过程,以求解结构自适应极限承载力,并与相关文献进行算例对比。分析结果表明：对连续钢梁自适应极限荷载的求解问题,非线性有限元程序运用方便,且精度较高;分层梁单元能够很好地表现塑性区的扩展情况;同时也证明自适应极限状态是一种临界状态。     

GPS列车实时追踪及防撞车安全保障系统在兖州矿区的应用

GPS列车实时追踪及防撞车安全保障系统采用多种高科技手段,实现防撞预警,确保调车作业及运输生产的安全。介绍兖州矿区GPS列车实时追踪及防撞车安全保障系统的结构、组成和功能,并结合实际分析了具体应用。     

苏通大桥辅桥主墩单壁吊箱设计要点

苏通大桥辅桥主墩承台平面尺寸大,承台厚,桩基为梅花形布置,底板呈凹凸状,形状复杂,根据上述特点,并结合承台防撞结构设计的要求,吊箱设计为单壁结构。主要介绍该吊箱的各结构设计要点和结构计算情况。     

客运专线桥上纵连式无砟道岔伸缩力与位移影响因素分析

以武广客运专线雷大特大桥铺设CRTSⅡ型纵连式无砟道岔为例,将一组客专18号渡线、CRTSⅡ型板式无砟轨道、桥梁、墩台视为一个系统,建立了岔-板-梁-墩一体化计算模型,分析了道岔、道床板、桥墩的受力和变形规律,以及道床板伸缩刚度、滑动层摩擦系数、固结机构等对各部分变形的影响。分析结果表明:基本轨伸缩附加力和纵向位移随道床板纵向伸缩刚度的减少而越大,道岔传力部件受力随道床板伸缩刚度减小而明显减小;滑动层失效不会对轨道结构的变形造成较大影响,但对墩台和固结机构受力不利;大跨桥上有必要设置固结机构,取消固结机构对基本轨位移变化及桥梁墩台受力不利。     

天兴洲长江大桥缆索制造和低温卷盘研究

武汉天兴洲公铁两用长江大桥最大缆索规格为PESC7-451,是目前我国大跨度斜拉桥中规格较大的,它的生产制造对生产设备和工艺技术水平有着严格要求。通过研究低温环境下缆索塑料护套的应力状态,说明卷索和展索的时机应引起重视。