高速铁路大高差桥墩竖向温度变形对行车舒适性和安全性影响研究

墩顶竖向变形是高速铁路桥梁安全的重要参数之一。在温度效应下,相邻桥墩高差较大时,桥梁会出现竖向变位差,造成轨道不平顺,这将影响高速铁路的舒适性和安全性。目前国内各类规范对桥墩竖向变形的限值规定不尽相同,为了研究大高差桥墩顶竖向变形的温度效应影响,以合福高铁巷坑大桥为例,对大高差桥墩在温度效应下的墩顶竖向变形进行现场测量,将测量和计算结果同各类规范进行对比,进一步对考虑温度效应时车辆通过桥梁结构时耦合响应进行仿真分析,结果表明:巷坑大桥桥墩顶竖向变形差超过规范限值,但车辆通行时的舒适性和安全性均能满足规范要求,车辆走行性偏于安全,合福高铁通车至今该桥一直运营正常。综上所述,现行规范对大跨度桥梁桥墩的变形指标要求偏严,特殊情况下无法满足规范要求时,建议参考公式,适当放松验收指标。本研究对突破规范限制,在大跨度桥梁铺设无砟轨道具有重要的意义。     

城际铁路明挖隧道下穿既有高铁施工控制技术及标准探讨

明挖隧道近接既有高铁桥梁施工时对桥梁结构及运营安全将产生一定影响,基于珠三角新塘经白云机场至广州北站城际铁路区间隧道下穿武广高铁花都特大桥这一实际工程,探讨隧道下穿高铁工程的控制标准及施工控制措施,利用有限元软件分析基坑开挖对既有桥梁变形和位移的影响,并结合轨道变形及车辆系统动力响应分析,研究施工期间高速铁路限速运行措施。现场监控量测数据表明,各项监测数据均在控制限值内,采取的变形控制措施有效。     

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。     

地铁盾构隧道下穿宁杭高铁的影响分析

盾构隧道近距离侧穿既有高速铁路高架桥,将引起桥梁和轨道结构的变形,影响列车正常运行,甚至造成运营事故。以南京市轨道交通5号线下穿宁杭高铁为例,采用MIDAS GTS分析采取加固措施前后盾构隧道下穿高速铁路引起的桥梁位移和桥桩受力变化规律。结果表明,采取隔离桩和袖阀管注浆的加固措施可以有效保护高铁桥梁的安全,使其满足双线隧道贯通后最大沉降小于1mm的要求。     

盾构隧道下穿高速铁路桥梁施工影响数值分析

地铁盾构下穿既有高速铁路施工是一项高风险作业,加固方案的合理性直接影响到隧道施工安全和高速铁路运营安全。本文建立结构-高铁桥墩基础-土体有限元模型,分析盾构施工过程中高铁桥墩的变形特征,评估工程安全性;地铁隧道周边采用加固措施后,能够降低左右线隧道掘进相互之间的影响。分析结果表明变形满足高铁桥梁变形相关规定,不影响高铁运营安全,该结论对类似工程有一定借鉴意义。     

高速铁路无砟轨道桥梁顶升平移纠偏技术研究

软土地区,外部环境的变化易造成高速铁路桥梁的下沉和偏移,严重时会对列车的运行安全会构成威胁。为了使出现变位的桥梁恢复原设计线形,确保高速铁路列车的运行安全与运行品质,须对已变位桥梁的空间位置进行纠正。本文根据高速铁路桥梁的结构特征和运输安全管理相关规定,针对施工期间列车运行不能中断的前提条件,对桥墩的纠偏措施进行可行性研究,并以工程案例加以验证,研究结果对高速铁路桥梁的纠正施工有一定的指导意义,可为同类桥梁施工提供参考与借鉴。     

超大型深基坑对高速铁路桥墩稳定性影响分析

随着近邻高速铁路沿线房地产的开发,建筑基坑施工有可能影响到高速铁路桥梁、路基的稳定性,为了减小基坑开挖产生的不利影响,确保高速铁路行车安全,通过大型有限元软件计算以及现场位移、水位等实时检测手段进行稳定性分析,同时,研究了深基坑开挖及抽水过程对高速铁路桥梁桩基变形的影响规律及范围。结果显示,基坑自身的稳定性及其降水后的水位位置,对高速铁路桥梁桥墩的水平位移有着重要影响,且这种影响关系是复杂的,影响范围较大,因此,不能仅以基坑与高速铁路的距离是否在20m以上作为安全标准,而应根据基坑深度、大小以及需要降水的程度,结合其与高速铁路距离、地层土质力学参数等因素,综合评价其对高速铁路的影响。     

新建桥梁对运营高铁基础变位的影响研究

研究目的:在高铁桥梁下新建桥梁工程,既要保证新建工程的安全,也要确保因桩基施工与运营引起的高铁基础变位稳定在合理的范围。高速铁路轨道具有高平顺性的特点,其基础变位的限值相较于一般桥梁更为严苛。本文针对哈尔滨-大连铁路客运专线下新建立交匝道桥工程,采用有限差分软件对新建工程影响下的高铁基础变位进行数值模拟,以相关规范为标准,对新建工程对高铁基础变位的影响进行安全评估,并在原方案的基础上进一步分析新建桩基的近接距离与施工顺序对结果的影响。研究结论:(1)原方案中,在下穿区域与新建桩基距离最近的439号墩受影响最大,相邻的438号墩次之,此相邻两墩的基础变位类型均符合《高速铁路设计规范》与《高速铁路无砟轨道线路维修规则(试行)》的要求;(2)不同近接距离对高铁变位影响较大,近接距离越小,高铁基础变位越大,建议新建桩基与高铁基础承台的最小水平距离不低于新桩桩径的3倍;(3)不同施工顺序对高铁变位影响较小,但为了减小施工对高铁运营产生的影响,建议采用跳挖法进行桩基施工;(4)本研究结论可为新建桥梁下穿运营高铁的方案设计提供借鉴和参考。     

高速铁路桥梁并行地段的线间距研究

某新建高速铁路部分路段线路与既有高速铁路共通路,两线为并行等高桥梁。为了节约土地资源,同时又满足新建铁路施工期间既有铁路的运营安全,采用岩土有限元程序Plaxis.8.x进行二维建模,分析新建铁路对既有高速铁路桥梁沉降的影响,并结合施工期间钻机、吊机作业等对既有高铁运营影响的分析,确定合理的线间距。     

大跨PC组合结构在高速铁路无砟轨道桥梁中的应用研究

为了促进PC组合桥式结构在高铁桥梁中的应用,以西延高铁王家河特大桥为工程背景,分别对连续刚构加拱组合桥式、连续刚构部分斜拉桥、连续刚构加劲钢桁组合桥式在高速铁路无砟轨道大跨桥梁中的应用进行探讨,建立有限元模型进行分析,研究并总结各组合桥式方案的受力特点、设计难点、关键力学性能、结构设计等方面。研究结果表明,通过合理的结构设计,组合桥式结构能够充分发挥梁、索、拱结构的受力优势,进而满足高速铁路无砟轨道大跨桥梁对于梁端转角、徐变变形等控制条件的要求。     

季节性冻土地区高速铁路设计施工技术

研究目的:为了使我国高速铁路适应各种严寒环境的建设和运营,本文在介绍季节冻土分布及工程特性基础上,回顾了我国季节冻土区高速铁路的发展现状,总结归纳了季节冻土区高速铁路路基冻胀控制技术以及轨道结构工程、接触网和动车组融雪除冰等其他控制技术的研究成果,并对其未来发展进行了展望。研究结论:(1)应尽量避免季节性冻土对工程结构的影响,从高铁的平稳、安全、舒适、耐久性方面考虑,以桥代路是有效的措施;(2)对高铁全生命周期健康状态进行全面监控,结合高铁结构变形规律,开展相关研究,确保高铁安全、高速、健康运营;(3)大力研发非接触式无损监测技术,避免监测仪器对高铁主体结构的影响,使监测结果及时为设计优化与养护维修提供重要依据;(4)不断认识、探索、积累和完善季节性冻土区高速铁路建造技术,同时加强对冻害原因与对策措施的系统分析、冻害机制与维护技术研究,建立季节冻土区高铁养护维修技术标准,逐渐使我国高铁适应各种严寒环境的建设和运营;(5)本研究结果对我国季节性冻土地区高速铁路的设计和施工技术有一定的指导意义。     

桥梁竖向变形对轨道平顺性的影响研究

研究目的:高速铁路桥梁竖向变形会引起轨道不平顺,进而影响高速铁路安全高效运营。以32 m高速铁路简支梁桥为研究对象,基于已有的桥梁竖向变形与轨面几何形态的映射解析模型,定量化研究了多种桥梁竖向变形模式的变形幅值、梁端悬出长度及砂浆层竖向刚度等关键参数对CRTSⅠ型板式无砟轨道结构轨面平顺性的影响,提出了控制钢轨变形的措施,为综合治理高速铁路桥梁钢轨变形提供理论参考。研究结论:(1)桥墩沉降、梁端竖向转角和梁体错台均会导致钢轨跟随梁体变形,并在变形区域边界上出现钢轨上翘;(2)钢轨变形量与桥梁竖向变形幅值呈正比,控制钢轨变形的关键在于减小桥梁竖向变形;(3)通过适当减小梁端悬出长度和减小砂浆层竖向刚度等方式,可以达到控制轨面变形的目的;(4)本研究成果可为高速铁路桥梁钢轨竖向变形控制提供理论参考。     

季节性冻土区高速铁路混凝土基床变形研究

路基冻胀问题是影响季节性冻土区高速铁路平顺性的核心问题之一,严重影响高铁运营质量和安全。混凝土基床是一种新型的高速铁路路基防冻胀结构,能够有效减少路基冻胀问题,但也存在其本身在季节性冻土区气候环境下的变形问题。使用顺序耦合热应力分析对混凝土基床开展仿真计算,分析其在不同长度、不同温度环境下的变形规律。研究结果表明:混凝土基床存在冬季两端翘曲现象,在极端条件下变形差可达4.8 mm,结构长度和环境气温均对变形有影响。     

盾构隧道下穿对高铁桥梁稳定性影响分析

以深圳地铁某区间盾构隧道下穿广深港高铁桥梁为例,采用三维有限元数值方法模拟了地铁先掘进左线和先掘进右线两种工况,对比分析两种工况下高铁桥墩顶位移。结果表明:受高铁桥下净空限制,在无法施工隔断桩防护的情况下,由于左线隧道覆土厚度较大且距高铁桥梁略远,地铁盾构先掘进左线时高铁桥梁产生的变形值较小,对桥梁稳定性影响较小,且变形满足高铁桥梁变形相关规定,不影响高铁运营安全。该结论对类似工程有一定的借鉴意义。     

高速铁路简支梁桥首墩高度限值研究

研究目的:桥梁和桥墩在温度效应作用下会发生翘曲而引起轨面几何形态的变化。由于桥台受温度作用变形较小,当与桥台相邻桥墩(首墩)高度较大时就可能引起轨道几何形位超限。本文以高速铁路6×32 m简支箱梁桥为研究对象,基于隔枕校核的方法,针对桥梁结构温度效应引起的基础变形形式,提出高速铁路32 m简支箱梁首墩高度合理取值范围的拟合计算公式。研究结论:(1)当首墩超过某一限值时,桥梁和桥墩在温度作用下将引起轨道高低和方向的几何形位超限,桥梁设计时不能忽视桥墩、桥梁温度效应引起的不平顺;(2)满足不平顺校核值的首墩高度与温度的关系式均可由H=a/ΔTb+c拟合;建议分别考虑桥墩升温耦合桥梁竖向正温差、桥墩降温耦合桥梁竖向负温差以及桥墩横向温差三种计算工况,并均以中波不平顺校核方法(隔8枕校核值)确定首墩高度限值;(3)建议将首墩高度限值纳入高铁桥梁设计规范;(4)该研究成果对于指导桥墩设计、施工,提高高速铁路桥上无缝线路的平顺性具有参考价值。     

高速铁路桥梁混凝土高墩温度模式及极值研究

桥梁的变形控制是高速铁路安全运营的基础,而高墩的温度模式及温度极值是影响桥梁变形的重要参数。由于现有规范没有明确的桥墩温度模式及温度极值的计算方法,研究具有高可靠性的高铁桥梁桥墩温度模式及温度极值预测具有重要意义,有助于准确评估桥梁工程整个服役周期里的安全性和稳定性。以昌赣客运专线上某高墩桥梁为例,研究长期太阳辐射及环境温度作用下高墩结构内部温度分布规律及温度极值情况。根据其39 m高墩温度测点2 a监测数据和大气温度资料,采用Bootstrap方法建立桥墩均匀温度及等效线性温差的最大熵极值模型,并验证模型的有效性和合理性。在此基础上分析桥墩不同温度分量的变化特征,估算在不同重现期下桥墩均匀温度分量及等效线性温差分量的代表值。研究结果表明：桥墩均匀温度分量时程曲线呈现出以年为周期的余弦变化规律,且其均匀温度分量和等效线性温差分量达到极值的时间有所不同;根据最大熵极值模型计算得到50 a重现期及100 a重现期时,桥墩均匀温度分量代表值分别为40.6℃和41.1℃,等效线性温差分量代表值分别为6.1℃和6.5℃;该方法克服了在小样本时难以准确预测极值的缺点,能够因地制宜地建立桥墩温度分量...     

架空输电线路跨越高铁线路设计安全可靠性研究

随着电力系统建设的快速发展,新建、改建架空输电线路跨越运营高速铁路的情况越来越多,本着“和谐建设,共同发展”的原则,为降低电力线路上跨高速铁路对高铁安全运行的不利影响,结合现有铁路和电网的相关规范规定,对影响输电线路跨越高铁线路可靠性的因素进行研究。     

抬梁法整治CRTSⅠ型无砟轨道桥墩沉降实践分析

沪宁城际高铁是上海到南京的一条时速300km/h的无砟轨道高速铁路,开通于2010年7月1日,全线运营里程301 km,是当时世界上标准最高、里程最长、运营速度最快的城际高速铁路.随着设备运营使用,一些病害也随之显现,高架桥梁桥墩的不均匀沉降便是一个十分典型的病害.如何解决CRTS-1型无砟轨道桥梁的沉降问题,确保高速铁路的运行安全是摆在我们面前一个亟待解决的问题.     

新开河道并行沪宁城际高铁安全影响分析

研究目的:随着高铁投入运营范围逐步扩大,城市升级扩容对正在运营的高铁的影响正在逐渐凸现,尤其是我国较发达的东、南部地区,新建道路、河道疏浚、城市轨道交通等工程的建设已无法避免与高铁交叉或近距离并行,研究此类工程对高铁的安全影响已成为工程技术人员需要解决的问题。本文针对新沟河新开河道对沪宁城际高铁桥梁的安全影响通过有限元定量数值分析,主要研究河槽开挖、河堤堆载以及安全防护隔离桩施工作业对高铁桥梁的附加影响,提出安全施工的要求及主动防护隔离措施。研究结论:(1)控制开挖及堆砌土体相关物理参数,必要时采取隔离主动保护措施,可在高铁正常运营速度情况下进行河道开槽及堆砌施工;(2)新开河道并行沪宁城际高铁,数值分析表明主要影响在桥墩附加横向变形,对桥墩附加沉降的影响极小;(3)隔离桩钻孔施工引起的应力释放与河道开挖引起的不利影响形成同向叠加,使得高铁桥墩附加变形结果更趋不利;(4)减小高铁桥墩附加水平向变形,通过增加隔离桩刚度不如增加隔离桩桩长效果明显,尤其是隔离桩持力层较好时;(5)该研究成果对于在高铁桥梁附近进行大体量土体扰动的安全评估方面具有参考价值。     

高速铁路无砟轨道大跨组合结构桥梁应用研究

研究目的:跨度超过200 m的无砟轨道桥梁,采用普通PC梁已不尽合理,而大跨钢结构桥梁对无砟轨道的适应性尚存在许多不明之处,且造价较高。因此,PC梁与钢结构相结合的组合结构桥梁,兼具二者优点,是一种切实可行的结构。组合结构一般有梁拱、梁索、梁桁组合,本文结合西延高铁王家河特大桥分别就三种组合结构在高铁无砟轨道中的适应性进行分析,从而为无砟轨道大跨度桥梁选型拓宽思路。研究结论:(1) 248 m梁拱、梁索、梁桁组合结构,均可满足高速铁路无砟轨道的要求;(2)对于主跨的混凝土徐变变形控制方面,梁拱组合结构效果最好;(3)部分斜拉桥增设背索对控制主梁变形效果显著;(4)本研究成果对PC组合结构在高速铁路大跨桥梁中的应用具有一定意义。