北京铁科首钢轨道技术股份有限公司

<正>一、智能测力桥梁支座广泛的应用领域TSC智能测力桥梁支座荷载监测系统测试精度高,具有自主知识产权,属国际领先产品,已获得国家发明专利(专利号:ZL 2010 1 0554180.X),已在成绵乐客专和贵广高铁线路上成功应用。TSC智能测力桥梁支座荷载监测系统可广泛应用于高速铁路桥梁、城市轻轨桥梁以及特大型桥梁使用状态的安全监测,其推广应用可极大地推动桥梁监测技术的进步,对我国桥梁建设和交通事业的发展具有重大的技术经济意义和社会意义。     

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<正>一、智能测力桥梁支座广泛的应用领域TSC智能测力桥梁支座荷载监测系统测试精度高,具有自主知识产权,属国际领先产品,已获得国家发明专利(专利号:ZL 2010 10554180.X),已在成绵乐客专和贵广高铁线路上成功应用。     

多向测力球型钢支座力学性能分析及参数选取

多向智能测力支座是在普通球型钢支座的基础上开发的一种新型支座,它以内部设置有测力元件的球型钢支座为核心部件,包含数据自动采集处理与传输模块,能够自动测量桥梁竖向和任意方向水平荷载、定时传输测试数据,具备桥梁受力状态实时分析和预警等功能。多向测力支座的力学性能分析涉及到几何、材料、接触非线性问题。本文利用大型有限元分析软件ANSYS建立多向测力支座有限元模型,着重对测力元件的力学性能进行分析计算,得到其应力分布规律,为多向测力支座的设计和选用提供参考。     

桥梁测力支座监测系统设计与工程应用

桥梁测力支座及相应的监测系统可用于桥梁的健康监测,在普通球型钢支座基础上开发的一种新型桥梁测力支座,通过在支座内部设置测力结构,采用先进的传感器,外部配置数据传输系统实现实时测力及对桥梁施工和运营状态的远程监控.本文介绍了支座和监测系统的结构形式及工作机理,通过试验测定并在沪昆客专北盘江大桥得到工程应用.结果表明:提出...     

基于多桥支座振动信号联合分析的列车荷载类型识别方法

在重型列车荷载反复作用下,桥梁结构易发生损伤与破坏,因此识别列车荷载作用类型可为管理部门提供桥梁可靠运营信息。目前既有的列车荷载类型识别方法往往基于桥梁结构局部力学响应建立,其忽略了整条线路中多点监测数据的关联,识别结果易受复杂环境影响。针对此问题,提出一种基于多桥支座振动信号联合分析的列车荷载类型识别方法。首先利用构建的桥梁支座健康监测视觉分析系统提取多桥支座的动位移数据,提出通过FFT信号相关分析对多桥支座振动数据进行时间同步,由此获得多点监测数据的联合表征;然后,将构建的多点监测数据联合表征可视化为灰度图像,并将列车荷载类型识别建模为图像识别问题;提出利用ShuffleNet-V2轻量级识别网络对构建的多点监测数据联合表征图像进行分类,由此识别不同类型的列车荷载。最后通过实际的桥梁支座健康监测系统进行测试,实验结果表明在复杂环境下多桥支座振动信号联合表征可获得良好的图像分类特征,而构建的轻量级识别网络可精准识别列车荷载类型,验证了本文方法具有很好的普适性与应用前景。     

三向测力盆式橡胶支座的设计及试验研究

三向测力盆式橡胶支座是在普通盆式橡胶支座的基础上开发的一种新型测力支座,通过在支座内部增设测力元件、外部配置数据采集及处理系统达到实时测力的目的,从而实时掌握支点反力、列车横向摇摆力、线路纵向水平力等关键参数,为桥梁结构的安全评估、运力控制和加固维修提供技术支持。本文介绍了三向测力盆式橡胶支座的结构选型和构造设计,性能试验结果表明,三向测力盆式橡胶支座整体性能良好。     

铅芯橡胶支座力学性能及其在桥梁工程中减、隔震应用研究

隔震技术在桥梁、建筑物等结构中的应用,可以明显提高结构的抗震性能。国外减隔震技术在桥梁上的应用已比较广泛,一些采用隔震技术的桥梁在地震中也已表现出良好的抗震性能。国内隔震技术在桥梁上的应用还很少,相关研究也不够系统、全面。对铅芯橡胶隔震支座及其在桥梁工程中的应用进行三方面的研究工作。1　试验研究　　在不同频率、不同压应力、不同剪应变条件下,对不同构造的15组42个铅芯橡胶支座试件进行竖向及水平的静态、动态力学性能试验。系统研究支座形状系数,铅芯几何参数、个数及有效变形体积,橡胶几何参数及硬度,外加荷载的…     

客运专线桥上无缝道岔空间力学特性的研究

为解决哈大客运专线红嘴河特大桥桥上无缝道岔受力和变形问题,根据道岔、桥梁结构和布置形式,建立桥上无缝道岔空间耦合模型,从温度荷载、竖向荷载、钢轨横向变形等方面对其空间力学特性进行分析.结果表明:温度荷载下钢轨的伸缩附加力最大值位于梁体活动支座端,受固定支座端至活动支座端距离影响较大;尖轨、心轨尖端相对于基本轨、翼轨的位移较小,处于外锁闭机构允许的伸缩量范围之内;连续梁半联满布荷载时,钢轨纵向位移、挠曲附加力及桥梁竖向挠度最大;单线直向满布荷载时,桥梁横向挠度、扭转最大;温度荷载对钢轨横向变形的影响较小,减载率、脱轨系数变化不大.但由于客运专线标准高、道岔与桥梁结构复杂等因素,对钢轨横向变形的影响不容忽视,建议设计客运专线桥上无缝道岔时考虑其空间力学特性.     

沪杭高速铁路转体施工桥梁运营期挠曲变形监测与分析

沪杭高速铁路一转体施工桥梁在温度荷载作用下梁体绕桥墩支座发生旋转,产生挠曲变形。为研究桥梁挠曲变形规律,进行了为期2年的监测。结果表明:主跨中心、边跨中心挠曲变形峰谷值分别约为50,25 mm,形成了类似正弦曲线的挠曲变形形态;桥梁挠曲变形幅值与环境温度具有高相关性。根据桥梁的挠曲变形特点制定了桥上无砟轨道轨面调整方案,方案实施后效果良好。     

铅芯橡胶桥梁隔震支座屈服比的优化及设计应用

运用有限元软件SAP2000,建立不同未隔震桥梁自振周期,铅芯橡胶隔震支座弹性周期、非弹性周期和隔震屈服比的198个单自由度隔震桥梁模型,进行非线性地震能量反应分析,研究铅芯橡胶隔震支座屈服比与其耗能比的关系以及不同地震水平下的优化屈服比。研究表明,隔震支座优化屈服比随着地震动水平的增强而增大,但增大趋势逐渐减缓;以ElCentro波作为激励得到的优化屈服比拟合公式对不同地震波具有较好的适用性;将基于最大限度耗能确定的隔震支座优化屈服比应用到桥梁隔震的两阶段设计中,即保证了桥梁在正常条件下的使用,又保证了在较大地震荷载作用下,隔震支座最大限度地发挥耗能减震作用。     

速度锁定支座的设计与减震性能分析

研究目的:随着我国高速铁路的蓬勃发展及世界各地强烈地震的频发,桥梁减隔震技术及产品迎来其推广应用的最佳机遇。本文介绍速度锁定支座的工作原理、设计方法,并对其进行锁定性能等测试,另外还对速度锁定支座进行实桥减震性能分析。通过对某城际铁路预应力混凝土连续梁桥进行非线性时程分析,对比、验证其减震效果。研究结论:通过分析速度锁定支座的试验和实桥分析结果,可以得出:(1)速度锁定支座的锁定装置在快速荷载下能够迅速实现锁定功能,慢速状态下能够自由滑动;(2)在10万次的疲劳测试中不会出现泄露、卡滞现象;(3)输入地震波后速度锁定支座的锁定装置达到锁定速度时,活动支座发挥固定支座的功能;(4)安装速度锁定支座后,桥梁固定墩水平力较未安装时大幅降低;(5)桥梁活动墩参与承受水平力且其墩顶水平力比较接近,从而可适当减小原固定主墩外形尺寸及其配筋量;(6)速度锁定支座减震效果良好,是可广泛推广应用于高烈度地震区铁路桥梁的隔震支座。     

基于摩擦摆支座的城市轨道交通异形连续梁桥减隔震分析

随着城市轨道交通业的迅猛发展,实际工程中对于桥梁的减隔震性能提出了更高的要求。针对异形连续梁桥减隔震的问题,以西安地铁5号线上该桥型为研究对象,采用弹性反应谱法及非线性时程反应分析方法,对普通支座和摩擦摆减隔震支座的两种模型在3条罕遇地震波作用下的各项地震反应进行研究。分析结果表明:采用摩擦摆隔震支座后,桥梁结构自振周期明显延长;桥墩在地震荷载作用下的墩底弯矩和墩顶位移反应显著减小;采用普通支座时,活动墩和固定墩地震力分配不均匀,采用摩擦摆隔震支座后,活动墩和固定墩均匀分配地震荷载,各墩协同抗震;摩擦摆隔震支座隔震效果明显。     

跨座式轨道梁支座设计研究

针对跨座式单轨交通桥梁的荷载特点及功能要求,提出了跨座式轨道梁支座的结构设计方案。通过对支座进行有限元分析,得出了支座的受力和变形情况,表明支座各部件强度和刚度满足使用要求。通过等效荷载幅下的300万次疲劳试验验证支座结构设计的可靠性,加载过程中支座各部件始终处于弹性变形阶段,支座结构设计满足要求。     

速度锁定 E 型钢阻尼支座及其应用

介绍一种新型桥梁减震支座即速度锁定 E 型钢阻尼支座的结构特点和减震原理,并对其在连续梁桥中的应用效果进行分析.该支座采用一种复合抗(减)震模式,即通过 E 型钢阻尼元件减震耗能,通过速度锁定器分散地震能量.本文重点介绍速度锁定 E 型钢阻尼支座对减少大型连续梁桥梁固定墩地震荷载,发挥活动墩抗震能力的重要作用,从而使全桥地震荷载均衡,各墩能够协调抗震.     

高速铁路简支梁钢阻尼减隔震支座设计与试验研究

基于减震、隔震原理,通过在球型钢支座上加装软钢屈服器类型的减震榫阻尼元件,研发一种适用于高烈度区高速铁路简支梁的钢阻尼减隔震支座。支座具有结构简单、物理模型明确、减隔震及耐久性能优异、能适应减震大位移要求、方便震后更换等特点。试验结果表明：支座竖向变形、摩擦系数和剪力销破断力实测值小于设计值,符合铁道行业标准和设计要求;支座滞回曲线形状较饱满,塑性变形能力很强,在多次循环荷载作用下仍具有良好耗能能力;支座减震率随地震强度增加而增大,完全能满足桥梁在罕遇地震工况下的减隔震性能要求。结合工程实例进行计算分析,结果表明支座减隔震效果明显,与振动台试验结论基本一致。     

运营期轨道交通桥梁支座病害治理方法研究

桥梁支座病害是北京轨道交通最为普遍桥梁病害之一,极大地威胁桥梁结构和运营安全,桥梁支座病害治理已经成为桥梁养护维修的重要工作。为了不影响正常运营,治理工作只能在运营结束后进行,而且还要对轨道等桥面设备进行防护,以上因素给治理工作带来了极大的难度。本文分析了运营期轨道交通支座病害治理的重要性和特殊性,详细介绍和分析了根据目前北京轨道交通支座病害特点而采取的同步顶升、顶升+灌浆料修复垫石、垫石局部加固补强三种支座病害治理方法。从分析和实践结果看,这三种桥梁支座病害治理方法能够满足各项严格控制指标要求,具有对轨道等重要设施设备影响小和治理时间满足正常运营的要求等优点,能够适用于城市轨道交通桥梁支座病害治理工作,具有一定推广意义。     

千米级高速铁路悬索桥静力特性分析

为了准确掌握千米级高速铁路悬索桥在静力荷载作用下的受力特征,结合现场试验和有限元模型,以主跨1 092 m的五峰山长江大桥为工程背景,研究特大跨径钢桁梁悬索桥在静力荷载作用下的结构力学行为,揭示不同加载工况下钢桁梁及主塔应力,主缆索股力,桥梁挠度,梁端转角,主塔、支座以及梁端纵向位移,吊索索力的变化特征,综合分析悬索桥的静力特性。研究结果表明：在不同加载工况下,上下游弦杆受力均匀,上下游斜杆受力变化较大;主塔塔柱受力变化较小,实测值与理论值之比在0.70～0.94之间;主缆各索股受力均匀,上下游侧索股应力变化一致,主缆整体受力性能良好;桥梁跨中实测挠跨比为1/530,小于设计挠度比1/487,梁端实测最大转角为0.56‰rad,桥梁竖向刚度较大,满足相关要求;支座纵向位移变化均匀,但受运营初期支座纵向摩阻力及阻尼器的影响,导致荷载较大时,纵向位移变化缓慢,使得理论值大于实测值,梁端位移与支座位移变化一致,桥梁纵向位移变化均匀;主塔塔顶纵向位移、吊索索力变化均匀,实测值与理论值吻合较好。研究成果不仅可为同类型桥梁设计提供借鉴,也可为桥梁后期运维提供“指纹”信息。     

高速铁路桥梁桩基础竖向动荷载测试

高速列车在桥梁墩台基础上产生的动荷载是计算桩基础累积沉降的重要参数。系统地测试了不同车速和车型在桥墩不同部位引起的动位移、加速度及墩身动应变,得到了不同跨度桥梁基础的动荷载参数。结果表明:桥墩动力响应(动位移和加速度)从梁端、墩顶到承台顶衰减显著。动位移与轴重、基础与地基土的整体刚度密切相关。桥梁支座具有降低加速度的作用。桥跨长度越长,动荷载越大,动荷载幅值约为动荷载峰值的20%~30%。动荷载可以用正弦函数模拟,频率与列车行驶速度和车厢长度有关。上述结论可为高速铁路桥墩基础的设计和计算作为参考。     

双箱单室钢箱梁摊铺沥青混凝土时的温度荷载模式

城市中小跨径钢桥逐渐采用沥青混凝土摊铺,沥青混凝土高温摊铺会对桥梁结构产生影响,需建立沥青混凝土高温摊铺时的温度荷载计算公式对不同类型桥梁进行分析。采用ANSYS建立钢箱梁节段瞬态热传导模型,分析浇筑式沥青混凝土摊铺过程中双箱单室钢箱梁温度场的分布特征。根据仿真结果建立了温度荷载计算公式,并利用热-结构耦合分析模型与梁单元模型讨论温度荷载公式在梁单元模型中的适用性。研究结果表明:采用温度荷载计算公式计算支座纵向位移时误差较小,计算支座竖弯转角时误差较大,计算支座竖向反力及梁体竖向位移时误差在10%以内。     

高速铁路架梁施工中自流平支座砂浆的研究及应用

桥梁铺架质量是保证梁体受力均匀的重要环节。国内梁体架设已逐步采用测力千斤顶作为临时支点,在支承垫石与支座底面之间采用自流平砂浆材料灌入填实后再落梁就位的施工工艺。本文结合高速铁路工程,对影响自流平砂浆性能的因素进行了试验分析,研制出施工性能好,早期强度高,2 h抗压强度>20 MPa,24 h抗折强度>10 MPa,无锈蚀、微膨胀、不泌水、耐久性能好、自流平、自密实,满足施工进度要求的TK-Z系列支座灌浆材料。