客运专线铁路桥台设计

研究目的:根据时速客运专线铁路在构造、受力、耐久性、检查功能及美观等方面的特点,设计出合理、适用的桥台。研究方法:结合桥台在功能、刚度及强度方面的要求,确定桥台的构造类型;选择最不利荷载工况对桥台进行分析计算;并采用ANSYS程序对计算结果进行校核。研究结果:针对我国客运专线铁路所采用的整孔箱梁、组合箱梁,设计分别与之适用的矩形空心桥台、T形空心桥台。研究结论:矩形空心桥台、T形空心桥台在构造、受力、耐久性、功能上均能满足客运专线铁路的要求。路基-锥体-桥台-箱梁的检修通道设置简单、合理、便捷。     

高速铁路桥台台背土压力的现场试验研究

结合现场试验对拟建高速铁路桥台台背土压力进行长时间观测,得到了桥台台背土压力的分布规律,并将试验结果与理论计算值作了比较.测试成果和土压力数据可供理论分析和高速铁路桥台设计参考.     

寒区隧道三维温度场数值分析

根据考虑相变瞬态温度场的控制微分方程,应用Galerkin法推导出三维有限元计算公式并编制了计算程序,对一座已经建成的寒区隧道进行了算例分析。分析表明沿隧道轴向的初始温度不是均匀的,并且沿轴向也有热量传递,隧道围岩冻结深度沿轴向分布与隧道内大气平均温度沿轴向分布的规律不同,因而,对寒区隧道进行三维温度场分析是必要的。为了保持寒区隧道围岩的原始热状况,防止因冻胀和融沉而发生破坏,采用铺设合理保温材料的方法是行之有效的。从而,为寒区的实际工程设计提供理论依据和计算方法。     

寒区隧道温度场分布规律及保温层适应性研究

为了研究寒区隧道的防寒保温设计问题,采用数值分析方法探讨不同外界气温、围岩地温以及有无保温层等条件下寒区隧道温度场的分布规律和保温层适应性研究,并采用叠加原理、分离变量法和贝塞尔特征函数建立列车风影响下寒区隧道温度场的计算模型,分析有无列车运行条件下寒区隧道温度场的变化规律。研究结果表明:由于二衬后出现负温分布对隧道衬砌结构安全性影响较大,因此建议将二衬后不出现负温分布作为寒区隧道保温措施的控制指标;在不考虑列车风影响条件下,保温层法最佳适用于最冷月平均气温为-2~-15℃的地区,当最冷月平均气温低于-15℃、围岩地温低于5℃时,保温层法应与主动保温措施相结合;当列车运行速度为300km/h、运行间隔为30 min时,通车与不通车相比隧道洞内中间位置平均气温下降约1.22℃,二衬后沿隧道进深方向出现负温的距离约增加36.8%。     

PC简支梁铁路桥承受制动力的动力分析

建立了ＰＣ简支梁铁路桥制动力作用下线桥结构动力分析模型，在列车轮对制动力转换成结构节点制动力时程的基础上，用直接积分法对线桥结构进行了动力响应分析，并与实测结果进行了比较。     

青藏铁路多年冻土区站场路基温度场试验研究

站场路基的宽度为单线普通路基宽度的两倍 ,结合青藏铁路试验工程观测的数据 ,分析了冻土区站场路基地温场以及多年冻土人为上限的特征 ,探讨了路基的冻结和融化过程的规律 ,阐述了多年冻土区路基的稳定性问题。     

寒区隧道洞内温度场分布规律及防寒设计探讨

为探究寒区隧道冻害机理,以吉图珲高铁沿线10座隧道为依托,结合现场长期实测数据和数值模拟实验,提出寒区隧道洞内温度场分布规律及计算方法。研究结果表明：隧道洞内空气温度场可采用二次抛物线来拟合和计算,其主要控制参数包括隧道长度、隧道洞口基准温度、隧道洞口温度增长梯度和隧道洞内平均风速;隧道衬砌结构具有较好的短波滤波特性,能够很好地过滤掉衬砌表面日温度的波动变化;隧道衬砌背后温度与衬砌表面5日平均温度曲线基本一致,可据此确定隧道钢筋混凝土衬砌设置长度;无保温层情况下,隧道二衬壁面温度与初支-二衬接触面温度平均差值为2.2℃,当隧道内二衬壁面温度低于-2.2℃时,需设置保温层;有保温层情况下,隧道二衬壁面温度与初支-二衬接触面温度平均差值为10℃,当隧道内二衬壁面温度低于-10℃时,保温层的保温效果会将难于满足隧道防寒的要求,此时需与其他保温措施相结合。     

铁路桥墩横向刚度设计标准的研究

对国内外铁路桥梁设计规范对桥墩横向变位的限值进行比较分析,指出直接套用国外的限值不符合我国的铁路桥梁及车辆现状;然后,根据设计规范计算了墩顶弹性水平位移并转换为相应的梁端折角,分析实际桥墩的横向刚度,最后提出了与“检规”相匹配的桥墩横向刚度设计标准建议值。     

软土地基铁路桥型选择和桥路比较分析

深厚软土地基桥梁路基的技术、经济比较牵涉的因素较多,如地质条件、路基高度、铁路等级、水文、地方规划、环境要求等各方面因素。研究表明,在合理确定桥梁形式后,再进行路、桥比较,其结果相对可靠。     

纤维增强复合材料用于铁路桥限高防护架可行性研究

纤维增强复合材料具有抗拉强度高、质量轻等特点。根据既有铁路桥限高防护架的分类,提出采用玻璃纤维与聚氨酯拉挤成型工艺加工铁路桥限高防护架的方案,基于复合材料实际参数,设计横梁结构。理论分析结果表明:结构破坏荷载可以满足设计要求,结构自重较原钢管或钢管混凝土方案轻,掉落时对车辆驾驶室中人员的威胁降低,可充分发挥纤维增强复合材料的高抗拉性能和轻质化的特点。将纤维增强复合材料作为铁路桥限高防护架的材料具有可行性。     

高速铁路桥台台背土压力试验与空间土压力计算分析

高速铁路桥台台后填土从填料选择、施工控制、质量监测等方面均不同于常规铁路。结合试验工程对台背土压力进行研究,同时运用三维有限元程序进行模拟计算,并将计算结果与实测结果进行对比分析。现场测试结果表明,台背土压力大致呈“抛物线型”分布,与库仑土压力理论的线性分布不同。软土地基上桥台土压力存在一定的时间效应,填土结束后有一随时间增长而逐渐趋于稳定的过程,至最终稳定大致需要3个月时间。有限元分析结果表明,台背土压力分布存在一定的空间效应,在同一深度上数值并不相等,中间大,两侧小。用库仑公式计算的结果比数值计算与实测的结果偏于安全。     

温度场作用下市域铁路桥上无缝道岔单渡线力学特性研究

基于道岔钢轨、扣件、限位器、间隔铁、梁部和桥墩等多个结构的详细尺寸和参数,以及相互之间的作用关系,创建市域铁路桥上无缝道岔单渡线空间耦合精细化模型。计算分析温度场作用下市域铁路桥上无缝道岔单渡线的各项力学特性,与相同计算参数条件下的桥上无缝线路进行对比,并探讨钢轨温差的影响。研究表明,在温度场作用下,由于市域铁路无缝道岔铺设位置距离连续梁端部较远,钢轨和桥墩伸缩附加力最大值及桥梁变形受无缝道岔单渡线影响较小,受桥梁温差造成的桥梁伸缩影响较大,其规律与桥上无缝线路相同;而钢轨温差对于道岔本身受力和变形影响较大,仍然不可忽视。     

重载铁路桥上无砟轨道动力学选型研究

为给孟加拉帕德玛大桥铁路连接线桥上无砟轨道结构选型提供依据,基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立重载货车-无砟轨道-桥梁耦合动力学模型,分析不同轴重货车通过桥上不同类型无砟轨道时的动力响应。结果表明:随着列车轴重的增大,桥上无砟轨道部件的动力响应明显增大;从降低轨道结构位移的角度考虑,优先选取现浇板式无砟轨道和单层长枕埋入式无砟轨道等单层无砟轨道结构;从降低轨道与桥梁的接触应力及桥梁振动加速度的角度考虑,应优先选取单元板式无砟轨道和长枕埋入式无砟轨道等双层无砟轨道结构。重载铁路桥上无砟轨道选型应综合考虑桥上无砟轨道的动力特性、线路特点及其与相关专业的接口等因素综合确定,相关成果可为重载铁路桥上无砟轨道选型提供参考。     

冰-水相变对寒区隧道动态温度场影响研究

为了揭示冰-水相变对寒区隧道动态温度场的影响,通过建立隧道有限元模型,对比分析考虑相变与否两种情况下隧道温度场的动态变化,研究隧道在内部气温变化作用下的冰-水相变发展过程。研究表明:围岩内部温度随深度增加而升高,年变化幅度逐渐减小,变化相位逐渐滞后;考虑冰-水相变后,隧道温度场年动态变化过程改变较大,温度年变化幅度显著减小;在外界低温的作用下,主洞与导洞部位均有结冰现象,衬砌和围岩内部在1月份开始结冰,4月份之后完全冻结区消失,仅在衬砌和围岩存在冰水混合区,至7月份完全解冻,解冻后重新冻结的月份为10月份,之后冻结范围逐渐扩大,全年冻结发展最快的时间为11月份。     

铁路桥梁上线路设置短夹直线反向曲线的研究解决思路

针对《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1—2005)中规定"桥上应避免采用反向曲线"与《铁路线路设计规范》(GB50090.1—2006)中"明桥面桥不应设在反向曲线上"不一致的情况,通过分析总结多条线在铁路桥梁上线路设置短夹直线反向曲线存在的具体问题与解决办法,提出其他铁路项目在具体设计中处理此类问题可借鉴的解决思路:铁路设计一般情况下应遵循"桥上应避免采用反向曲线"的选线理念;困难条件下,应采取较好的线路条件,反向曲线的夹直线长度最少应满足1列运营列车长度;特殊困难条件下,桥梁上反向曲线夹直线长度不满足1列运营列车长度时,应通过线路平纵断面优化、桥改路等多方案经济技术比较辅以相关研究(如仿真检算)进行充分研究论证,以确定最终方案。     

持续低温环境下混凝土灌注桩温度场模拟研究

以青藏铁路为依托,采用人工气候模拟试验箱在冻土层中进行灌注桩浇筑试验,并运用ANSYS软件建立模型对低温环境下冻土-灌注桩温度场变化情况进行了模拟分析.结果表明:混凝土浇筑后,灌注桩桩心温度最高,桩体表面温度最低,受水泥水化热影响桩心温度有短暂温升随后开始下降,入模5 h桩心温度降至0℃,入模30 d时降至-4.9℃,...     

气候变暖条件下青藏铁路路桥过渡段长期热稳定性研究

基于过渡段相变的二维传热分析模型,对未来50年青藏铁路路桥过渡段温度场进行分析与预测,并定量研究过渡段高度和冻土类型对路桥过渡段长期热稳定性的影响。计算结果表明:1路桥过渡段下冻土上限由第5年的天然地表以上2.5 m,下降到第50年后的天然地表以下4.3 m,平均融化速率为15.11 cm/年;2过渡段冻土上限与过渡段高度呈非线性关系,随过渡段高度的增加,过渡段冻土上限先减小后增加;3随着冻土地基含冰量的增加,过渡段下融化盘径与最大融化深度逐渐增大,同时相同含冰量冻土地基融化盘径与融化深度的大小均随着距桥台距离的增大呈先增大后减小趋势,且最大融化深度均发生在距台前4 m左右处。     

基坑开挖对既有铁路桥基础变位的影响分析

研究目的:路网的逐步完善使得公路上跨铁路或下穿铁路的项目逐渐增多,由于铁路设计标准较高,行驶中对轨道的平顺度要求较为严格。当上跨桥梁的承台基础或下穿框构的工作坑临近铁路时,要充分考虑到基坑开挖对临近铁路桥基础的扰动及因此而产生的铁路桥基础变位,并尽可能地将其控制在极小的范围内,以避免影响铁路运营的安全性和舒适性。研究结论:以西柏坡高速公路田家庄互通立交桥为例,利用ABAQUS大型通用有限元软件,模拟了该桥承台基坑开挖的施工过程,分析了基坑开挖对既有铁路桥基础变位的影响,分别计算得出了由防护桩施工以及基坑开挖所引起的临近铁路桥梁基础的位移。分析表明,该桥承台基坑开挖对既有铁路桥基础变位的影响较小,铁路基础变位值最大值小于2 mm,防护桩的设计能够满足铁路桥运营的安全性要求。     

制动力作用下铁路桥墩墩顶纵向水平刚度变化模型试验研究

研究目的:通过研究在制动力作用下墩顶刚度的提高程度,验证现行设计规范的合理性。研究结果:测试数据表明在制动力作用下墩身纵向刚度提高较小,提高幅度小于3%。对于常用墩台基础可不考虑制动力作用下墩顶刚度的提高影响,按现行铁路规范中的方法计算墩顶刚度能够满足当前工程需要。