地铁钢桥上无砟轨道几何参数及隔振垫刚度影响分析

无砟轨道的几何参数对其受力性能影响巨大,采用有限元方法进行无砟轨道受力分析,建立轨道结构空间模型,可求解几何参数变化时轨道结构内力的影响。本文以某在建地铁项目为背景,利用有限元软件ANSYS,对钢桥上橡胶隔振垫浮置板道床在几何尺寸、隔振垫刚度变化条件下的受力情况进行分析,为城市轨道交通建设中该类轨道结构的设计提供理论依据。     

荷载作用下短路基处AC+CPC复合式路面结构应力响应分析

为研究短路基处斜向预应力混凝土上覆沥青层(AC+CPC)复合式路面结构在荷载作用下的应力响应,以短路基处AC+CPC复合式路面结构为研究对象,应用ANSYS有限元软件建立AC+CPC复合式路面结构三维有限元模型,分析短路基处AC+CPC复合式路面结构在荷载作用下的应力响应.研究结果表明:两桥(隧)之间路基长度少于200...     

车辆超载对矮塔斜拉桥可靠度影响分析

研究目的:由于我国现代化工业建设的快速发展,致使运营车辆超载现象成为常态。超载问题将会直接造成在役桥梁的损伤,削弱结构的耐久性能,致使桥梁承载潜力降低,甚至危及安全运营。本文以一实际矮塔斜拉桥为工程背景,以大型有限元分析软件MIDAS/CIVIL为分析为手段,以疲劳可靠度理论为基础,对车辆超载工况下矮塔斜拉桥的受力影响进行有限元模拟分析,研究车辆超载对斜拉索疲劳可靠度的影响。研究结论:(1)通过有限元计算不同荷载工况下拉索的应力幅值和疲劳可靠度值,可知在120 t活载作用下,其拉索的疲劳可靠度降到了0.8左右。(2)设计单位应充分认识重车以及超载车辆对桥梁结构影响的重要性,从设计阶段就考虑超载车辆对桥梁结构的影响,以提高桥梁结构的安全性以及使用寿命。     

铁路桥梁下部结构抗震设计优化研究

提出一种基于Penzien-1964计算模型的优化设计方法,该方法以可靠度设计理论为指导,在一组能够近似反映结构动力特性、单调递增侧向荷载下,引入地震稳定性分项系数与可靠性指标,逐步进行弹塑性静力分析,直到结构达到预期确定的目标承载能力,开展静态可靠度评价。该方法既能反映下部结构构件抗力层级和失效模型,又能利用塑性铰的塑性变形避免脆性损伤,不但降低了结构的冗余度,还能将体系破坏机制清晰地设计出来,从而利于桥梁下部结构模块化修复,降低修复费用。在获取结构设计参数、岩土体参数分布类型后,便可通过迭代计算方式得到设计目标值。该方法计算速度快,较传统抗震方法实效性更优,可为桥梁设计、维修提供参考依据。     

京张高铁北京北动车所上跨轨道交通13号线防护刚构设计

随着城市轨道交通建设快速发展,新建铁路与轨道交通交叉跨越越发频繁,为更好解决此类工程防护问题,结合京张高铁北京北动车所上跨北京市轨道交通13号线交叉工程,对铁路跨越既有轨道交通的防护刚构的进行研究.针对跨越工点,利用MIDAS等有限元软件建立防护结构有限元模型,对比选取不同基础刚度,分析研究防护刚架各设计参数,进行结构...     

基于SVM-PSO算法的大跨度悬索桥挠度可靠度研究

为了研究高维随机参数作用下大跨度悬索桥运营阶段挠度可靠度,在有限元计算基础上,基于支持向量机(support vector machine,SVM)建立成桥阶段挠度可靠度模型,结合优化后的粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)计算结构运营阶段挠度可靠指标。研究结果表明:借鉴遗传算法中的变异思想,通过设置中间变量约束条件,可以解决粒子群算法易早熟、后期迭代效率低的问题,进而提高计算效率与精度,基于SVM-PSO算法的结构可靠度方法高效准确,普立特大桥挠度可靠度满足正常使用极限条件下的要求。     

基于多目标优化的磁浮轨道梁有限元模型修正

基于精细有限元建模与多目标优化算法,建立一种适用于具有复杂附属结构的磁浮轨道梁有限元模型修正方法。以一座典型的磁浮连续轨道梁桥为研究对象,建立其精细初始有限元模型;在灵敏度分析的基础上选择待修正参数,利用模态频率和振型等结构实测动力响应构造修正目标函数;采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对多目标优化问题进行求解,得到其Pareto最优解集。研究结果表明:模型修正后结构的模态频率和振型计算值与实测值吻合良好,修正后的有限元模型能够精确全面地模拟实际结构,且能确保设计参数合理且具有明确物理意义。     

160km/h电力机车车体轻量化研究

以某型160 km/h电力机车车体为轻量化目标,建立整车车体有限元模型,对车体结构进行静强度校核,以此为基础,以车体总重量最小化为目标,以车体结构板厚参数为设计变量,在保证车体结构强度与刚度满足要求的情况下优化设计变量。通过灵敏度分析,更新设计变量,对车体结构轻量化进行深入的优化。通过仿真优化设计,车体总重减轻7.44%,满足设计目标要求。     

新建并行工程对高铁轨道位移影响的概率分位研究

目前,既有高速铁路用地范围内新建并行工程越来越普遍。在计算新建并行桥梁对既有高铁轨道位移的影响过程中,针对土层力学参数离散性大造成的计算结果可靠性难以评估的问题,建立土体-桥梁-轨道有限元模型,采用参数敏感性分析方法计算轨道位移变化对土层力学参数摄动的敏感性,提取敏感系数较大的参数,利用响应面法获得轨道变形与敏感的土层力学参量的多项式关系。根据土层参数的概率分布进行响应面函数计算,并评估计算结果的可靠度。研究结果表明：依托工程所处地区,轨道位移对含砾质黏土和粉质黏土的力学参数敏感性系数较大,其中内摩擦角对轨道位移的影响最为显著。对响应面函数进行评估,高铁轨道位移响应面预测值与有限元模型计算值的误差在1%之内,响应面函数可以代替有限元模型进行既有高铁轨道位移计算;以95%的置信水平计算土层参数变异时依托工程的桥墩位移,得到墩顶横向位移值为1.119 mm,竖向位移值为-0.725 mm,工程的可靠性较高。通过响应面拟合有限元计算结果,可以极大地提高计算效率,获得考虑土层参数离散性时既有高铁轨道位移计算结果的概率分位值,能为今后类似工程预测轨道位移提供一种可靠度分析方法。     

沥青路面典型结构力学分析

针对东北地区高速公路沥青路面状况,依据东北地区道路冻区、交通等级、土基强度等级,采用有限元对路面结构应力、应变及弯沉等指标进行了力学分析,提出了不同冻区、不同干湿类型、不同土质和不同冻深条件下抗冻垫层厚度设计方法及推荐值,最后给出东北地区高速公路沥青路面典型结构。     

高墩大跨连续刚构铁路桥抗震可靠度分析

考虑结构参数随机性的动力可靠度是桥梁抗震研究中的重要问题.本文基于随机分析的响应面理论和规范反应谱方法,提出一种分析具有随机结构参数桥梁抗震可靠度的方法.通过拟合的多项式函数来近似替代表示结构随机输入与输出变量之间作用关系的功能函数,按照结构的破坏准则及其极限状态方程,进行可靠度分析.运用该方法研究高墩大跨连续刚构桥在地震激励下设计基准期内的动力可靠度,分析时考虑结构参数和场地土的随机性,分别计算连续刚构在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的失效概率,得到结构在设计基准期内,"三水准设防标准"条件下的地震可靠度.结果表明,该桥设计满足抗震规范要求.     

35.7t轴重重载铁路轨道关键设计参数研究

我国面临着发展重载铁路和承担海外重载铁路的设计任务,美国、加拿大、澳大利亚等国重载铁路的轴重普遍达到35.7 t,结合海外项目,以35.7 t轴重货车为例,对此轴重条件下的轨道结构主要设计参数进行研究。轴重的提高对重载铁路轨道部件提出更高的要求。采用商业有限元软件ANSYS,建立轨道-路基系统有限元模型,主要研究钢轨类型、轨下垫板刚度、道床状态、路基基床参数对35.7 t轴重货车的轨道结构静力学特性的影响,为轴重35.7 t轨道结构的关键参数选取提供建议。     

基于神经网络RBF的接触网可靠性分析

将人工神经网络理论和JC算法与有限元分析相结合应用于铁路接触网系统可靠性研究(简称为FE-RBF-JC法),建立了腕臂系统可靠度计算的数学模型,利用有限元计算方法得到一组结构的基本输入变量及输出的响应数据,采用径向基神经网络RBF进行训练的基础上建立结构的输入-输出函数关系,在该模型上,用JC方法进行腕臂系统可靠度仿真计算。研究表明,该方法精度高、简便易行,为复杂的铁路系统可靠性研究提供了一条新的途径。     

铁路大跨度系杆拱桥结构稳定性设计参数研究

以一大跨径钢管混凝土系杆拱桥为工程实例,应用有限元分析软件MIDAS,对该桥建立了空间有限元模型,通过变化结构设计参数,对其进行结构稳定性分析.作为同类桥梁中跨径第一的钢管混凝土系杆拱桥,该研究成果对该类桥梁的设计具有重要参考价值.     

郑州市轨道交通预制U型梁计算分析研究

随着城市轨道交通高架桥结构形式的发展,U型梁逐渐成为城市轨道交通高架桥的一种重要梁型。以郑州市轨道交通9号线一期南四环站—郑州南站城郊铁路工程为背景,通过建立空间和平面有限元模型,对比分析U型梁作为开口薄壁构件的空间力学行为,各项分析数据表明,U型梁的结构力学行为可以满足设计要求,理论分析成果可为其他工程的设计分析提供借鉴。     

软土隧道衬砌结构的可靠性设计方法

以可靠度理论为基础,对软土隧道预制混凝土管片衬砌结构的可靠性设计方法进行了初步探索,包括：软土隧道预制混凝土管片衬砌结构的失效模式与极限状态方程,土性参数、混凝土的力学性质、荷载效应等随机变量的统计分析,可靠度指标与分项系数的计算,以分项系数表示的设计表达式的提出等,以期对软土隧道的设计进入概率极限状态设计阶段起到抛砖引玉的作用。     

混凝土斜拉桥主梁静力可靠度分析

以工程结构可靠度理论为基础,结合重庆地维长江大桥（斜拉桥）主梁受力特点建立主梁能力极限状态方程.运用一次二阶矩法计算主梁关键截面可靠度指标,评价主梁承载能力是否基于安全期内.其可靠度指标随截面承受弯矩的增大而增大,反之,可靠度指标较小,反映出桥梁设计者的目标;同时分析各参数对主梁可靠度的影响程度,在设计基准期内,活载较恒载对主梁的可靠度影响显著.因此,主梁可靠度分析对完善斜拉桥设计理念、运营阶段维护和健康监测有一定的指导意义.     

地铁列车及路面交通引起古建筑微振动预测研究

以西安地铁2、6号线交叉通过钟楼案例为背景,提出通过数值计算与现场测试相结合进行复杂交通环境下古建筑微振动响应的预测方法,并给出应用实例。通过现场测试获得路面交通振动响应及结构动力放大系数,充分利用地铁2号线已开通运行、地铁6号线尚未开工建设这一有利条件,对现况交通振动进行详细测试;同时建立三维动力有限元模型,并采用“振源输入-地表响应输出”两位校准法,验证预测模型的有效性;随后利用上述模型及预测方法,研究比较3种不同线路方案、5种列车运行工况下列车振动对钟楼振动的响应。研究结果从控制钟楼振动角度为地铁6号线建设的线路优化提供依据,研究方法可用于其他同类复杂交通环境下木结构振动响应的预测。     

侧墙窗户对动车组铝合金车体模态的影响

以动车组铝合金车体结构模态分析为切入点,重点研究侧墙窗户结构参数对车体模态的影响.以某型号动车组的窗户结构设置为研究对象,建立铝合金车体有限元模型,通过Lanczos法获取车体前6阶模态频率,并通过对车体质量和模态的对比分析,提出有利于提高车体模态的窗户设计建议.     

基于径向基函数响应面方法的大跨度斜拉桥有限元模型修正

采用ANSYS有限元软件建立某大跨度斜拉桥试验室物理模型的三维有限元模型.基于灵敏度分析,选取模型待修正参数和用于模型修正的特征量.采用实验设计方法生成数样本,通过有限元分析提取对应的特征量信息,进而建立待修正参数与特征量关系的径向基函数响应面模型.通过对响应面模型的拟合误差分析,确定径向基函数的最优形状参数.以斜拉桥自振频率和静态索力构建目标函数.基于建立的响应面模型,采用遗传优化算法进行有限元模型修正.结果表明,采用径向基函数响应面模型拟合斜拉桥设计参数与特征量之间的隐式关系有较高的精度;基于仿真数据的模型修正有较高的精度,基于试验数据的模型修正能得到合理的结果,该方法可有效地修正复杂桥梁结构有限元模型.