铁路框架桥纵横梁线路加固体系模型优化与结果评价标准研究

对静力计算的模型进行了优化,建立加入钢轨、纵梁及扣轨梁等纵向构件的三维模型,考虑了支撑加固体系的框构桥及开挖土体的影响;设置变化不同参数的多个工况,将优化模型与简化模型在各工况下的数值模拟结果进行比较与分析;综合考察相关规范及规定,从而建立评价纵横梁线路加固体系静力计算结果的标准。基于模拟计算的结果,分析了各工况下横梁的挠度和应力以及钢轨的挠度,并利用建立的评价标准进行评价。研究表明,优化模型能够较精确地模拟现场工况,使计算结果更加贴近真实值;利用建议的线路加固体系评价标准对计算结果进行评价,得到的结论将更加偏于安全。     

顶进框构桥纵横梁加固法设计分析与应用

由于顶进施工可实现在既有铁路不中断行车的条件下新增框构,因而广泛应用于增建二线框构的施工中。在顶进框构的施工中,必须对线路进行加固,本文介绍了2种常用的线路加固方法。对纵横梁加固法的设计要点及施工过程作了详细论述,并结合工程实例运用有限元软件模拟了纵横梁加固法的施工过程及纵、横梁的受力状态,通过计算施工阶段不同工况下结构的受力、变形,得出满足设计要求的结构形式及悬挑跨度极限值,给出纵横梁设计的建议。顶进框构桥施工设计中应注重纵横梁的选型和布置,并对路基进行注浆加固,以增强线路的整体稳定性。     

桥涵顶进限速45km/h线路加固体系施工改进实践

依据铁路桥涵顶进施工慢行限制速度45 km/h条件下,纵横梁结合吊轨梁线路加固体系设计的试验检验数据及分析结果,在大秦线杨雁路地道桥工程的实施中,对此种线路加固体系的设计、施工进行了改进实践,取得了良好的效果,验证了改进后线路加固体系的可靠性.     

铁路简支梁桥下部结构加固效果定量评估方法

研究目的:长期以来,铁路部门一般采用频率和振幅等动力指标定性评估桥梁下部结构的加固效果,不能建立与加固设计静力学指标的联系,导致设计和检测工作的脱节。为解决这个难题,本文研究将动力检测模态参数转化为静力设计线刚度指标的优化识别模型修正方法,建立基于线刚度的加固效果定量评估准则和评估流程。研究结论:(1)以实测频率和振型为输入,采用模型修正方法可识别下部结构的线刚度;(2)可以利用识别线刚度提高系数对桥墩的加固效果进行分级;(3)对墩身横、纵向等比例加固时,纵向加固效果更加明显;对桩基础进行加桩处理时,横、纵向加固效果显著;采用地基处理加固方案时,横、纵向的加固效果基本相同;对桩基础进行加桩处理时,加固效果显著;(4)通过对某普速重载铁路桥墩加固前后分别进行现场动力测试,对其加固效果进行了评估,结果表明本文所提方法具有较好的应用效果;(5)该研究成果可为铁路桥梁下部结构养护和维修加固工作提供参考。     

加筋水泥土排桩加固路基设计计算方法研究

研究目的:加筋水泥土排桩法是一种新型的既有路基加固方法,适合在列车运行条件下进行施工,加固效果可靠,但其设计计算方法研究较少。本文以加筋水泥土排桩加固机理作为设计的理论依据,建立设计计算模型,结合混凝土结构设计原理,提出基于弹性地基梁的加筋水泥土排桩加固路基设计计算方法。研究结论:(1)通过合理的假定,加筋水泥土排桩的设计计算模型简化为等效钢筋水泥土板;(2)加筋水泥土桩的弯矩、剪力及变形可基于弹性地基梁理论进行计算;(3)加筋水泥土桩顶上填土厚度(从轨底算起)小于3 m时,应计列列车竖向动力作用;(4)本设计计算方法概念明确、计算简单,易于工程技术人员学习和掌握;(5)加筋水泥土排桩具有广阔的应用前景和推广价值;(6)本研究成果可应用于加筋水泥土排桩加固既有路基的设计。     

纵横梁线路加固体系空间结构受力分析

研究目的:目前大型顶进式框构桥线路加固体系多以横梁受力为主,对其受力分析通常按平面结构进行计算,但这样就忽略了横抬梁间距大小对加固体系承载力的影响,显然这种结构计算存在一定的缺陷和不足.本文从空间结构角度对此进行受力分析,提出纵横梁综合加固法,解决了按平面结构计算存在的不足,可为类似顶进式框构桥施工线路加固方案提供借鉴.研究结论:以旅顺北路下穿铁路框构桥工程为例,对纵横梁线路加固体系进行了受力分析.以纵梁为主承力构件的线路加固体系可以实现框构桥空顶就位,但可实现的跨度较小;以横梁为主承力构件的线路加固体系可实现的跨度大,适合大型顶进式框构桥.另外,研究提出了一种按空间结构计算横梁线路加固体系承载力的方法,该方法简便、准确、有效,具有较强的推广价值.     

考虑制动条件的高速列车—轨道—桥梁系统动力响应分析

以CRH2型动车组制动通过铺设无缝线路的10跨简支梁桥为例,运用刚体动力学建立车辆模型,以空间梁单元模拟轨道和桥梁结构,非线性弹簧模拟线路纵向阻力,根据高速列车制动的特点确定列车制动力、轮轨密贴假定求解轮轨力,通过系统间全过程迭代求解系统方程,进行高速列车制动时车辆—轨道—桥梁系统动力响应分析。结果表明,在列车停车瞬间由于制动力的突然消失,车辆、轨道和桥梁结构的纵向均会出现最大振动;桥梁中间墩墩底截面的最大弯矩约为1 800kN.m,小于按我国桥涵设计规范中列车制动附加力静力计算方法得到的最大弯矩4 000kN.m,说明按规范中的静力计算方法计算的高速列车制动力有一定的冗余度。     

在道岔区建造盖板箱涵的线路加固设计

为在运营线道岔区用明挖法建造盖板箱涵，采用纵横梁体系加固线路。文章介绍线路加固体系的构造及相关检算。     

纵横抬梁法在既有线框架桥顶进施工中的应用

论述陇海铁路孔径为1-8.0 m箱形桥改建工程概况和纵横抬梁法加固线路方案;从计算模型、强度和刚度检算、单个波长范围内的纵横梁相对位移方面分析纵横梁体系建模及力学检算;阐述和分析纵横抬梁法加固案例;提出陇海铁路下行线及工区线和陇海铁路上行线及牵出线施工工法,以及防止轨枕损坏和确保线路方向等加固方法;提出架空线路加强道岔锁定与检查、道岔日常维护与线路轨距控制措施;针对工程特点,科学组织施工,优化施工方案,制定安全保证措施。     

衡阳邮政地道线路加固设计

在既有线下面修建地道时以往多采用标准便梁进行线路加固，但在线路曲线地段标准便梁的作用受到限制。本文通过衡阳邮政地道线路加固的设计和施工实践，介绍在线路曲线地段修建地道时采用工字钢梁作为纵梁和横抬梁对线路进行的加固设计。     

跨座式单轨车辆-轨道梁耦合振动的计算分析

研究目的:为评定跨座式单轨交通的行车平稳与乘坐舒适性能,对车辆与轨道梁的动力相互作用进行研究,建立跨座式单轨系统空间耦合振动模型并编制程序进行仿真分析,计算评价标准形式PC轨道梁的动力特性,探讨不同车速、载客状态对系统动力响应的影响水平。研究结论:(1)轨道梁跨中竖向挠度和横向位移与车速的关系不明显,跨中横、竖向加速度和墩顶横向振幅、加速度随车速的提高而增大,载客量的增加会增大轨道梁跨中竖向挠度;(2)车体横、竖向加速度均随车速的提高而增大,随载客量的增加而有所降低;(3)轨道梁动力性能良好,在设计车速与载客量条件下,单轨车辆可平稳舒适地通过轨道梁桥;(4)本研究成果可为跨座式单轨交通系统的结构设计与运输管理提供参考。     

铁路双线钢管混凝土拱梁组合体系桥梁设计

针对钢管混凝土拱梁组合体系的特点,对某跨径为80m的铁路双线钢管混凝土拱梁组合体系桥梁的设计进行介绍,采用专业有限元软件MIDAS对静力、屈曲、自振特性、桥面无车时的吊杆更换、拱的施工阶段及纵横梁配筋进行空间仿真分析,通过计算分析验证了设计的合理性,并提出相关建议。     

箱涵顶进线路加固中便梁支点(桩基)优化设计

在铁路既有线框架桥顶进施工中,对高大框架桥的顶进,线路加固显得尤其重要,而线路加固中的支点设置是关键问题之一。本文讨论D24 m便梁加固线路时,便梁支点(桩基)的优化设计,既对桩基进行了稳定性检算;并且在框架桥顶进施工过程中对桩基进行监测,监测结果与理论计算的桩基变形量能够较好的吻合。对今后线路加固采用D型便梁的情况下,设置便梁支点有一定的借鉴作用。     

快速复合方法加固铁路桥梁的力学性能研究

研究目的:针对既有线32 m简支T型梁桥在列车提速时横向刚度不足、振幅过大以及重载列车过桥时承载力不足的问题,提出通过预制混凝土横隔板及体外预应力钢绞线对桥梁进行横向和纵向复合快速加固方法,通过ANSYS和多体动力学软件UM(Universal Mechanism)进行桥梁加固前后静力性能以及车桥耦合动力性能分析。研究结论:(1)提速列车过桥时主要问题是横向振幅过大,而横向加固能够有效提高梁体的横向刚度,使桥梁的横向一阶、扭转一阶自振频率显著提升,减小列车过桥时的动力响应;(2)重载列车过桥时主要问题是承载力不足,竖向挠度过大,竖向加固在提高承载力和竖向一阶自振频率的同时,会导致梁体的横向自振频率变小,需在纵向加固同时进行横向加固;(3)证明了车桥系统共振理论推导公式计算结果的正确性以及桥梁加固后发生共振时桥梁的安全性;(4)加固后桥梁能够满足提速列车以及重载列车运营要求;(5)此加固方法适用于工期紧张且不能中断运营的铁路既有简支桥梁的加固。     

高速铁路线路方案动力学评估研究

研究目的:针对某海外高速铁路线路设计及方案研究需求,为从行车动力性能角度评估及优化线路方案,从而为线路方案决策提供依据,本文采用线路系统动力学分析方法,对线路方案进行评估比选,并探讨适用于线路方案动力学性能评估的指标和方法。研究结论:(1)线路方案的优化在考虑工程经济性的同时需考虑行车动力性能的优化;(2)线路平纵断面参数匹配合理、减少平面曲线及增大曲线半径能有效提高行车动力性能,尤其是增大最小曲线半径,行车动力性能改善明显;(3) Sperling平稳性指标和UIC 513评价方法未能完全涵盖线形引起的低频振动,难以区分线路比选方案在舒适性方面差异性,车体加速度和行车安全性指标频次统计可反映不同线路条件下车辆动力学响应的强弱程度,适用于不同线路方案行车动力性能评估及比选;(4)本文提出的线路方案动力学评估和比选方法可应用于其他类似项目。     

D型施工便梁动态特性的有限元分析

D型施工便梁常作为临时结构加固既有线路,其自振特性以及和机车、车辆动力荷载的联合振动特性是判断结构运营状况和承载特性的重要指标。本文运用有限元方法,计算D型施工便梁在动荷载作用下的动挠度和自振频率,分析和评估便梁的刚度和安全性,并将计算值和实测值进行对比。     

在既有线下顶进框架桥的线路加固施工技术

文章介绍下穿丰双上、下行线和安全线的郭公庄框架桥顶进技术中的线路加固采用扣轨纵横梁加固方法,在其铺设扣轨前需对线路进行全面整修,以使线路各项尺寸均达到维修标准。     

大跨斜拉桥上无缝线路伸缩力影响因素分析

研究目的:大跨度斜拉桥结构复杂,为"塔-索-梁"空间组合结构,在荷载作用下,其无缝线路梁轨相互作用极为复杂。本文以一座铁路常用双塔钢桁斜拉桥为例,基于梁轨相互作用原理,建立斜拉桥上无缝线路纵向力计算模型,分析主塔墩温差、斜拉索温差、主塔墩刚度、主梁刚度及结构支撑体系对钢轨伸缩力的影响,为大跨度斜拉桥上无缝线路设计提供理论依据。研究结论:(1)随着主塔墩温差增大,钢轨伸缩力减小,主塔墩温差越大,主梁主跨竖向位移就越大;(2)随着斜拉索温差增大,钢轨伸缩力增大较小,但主梁主跨竖向位移急剧减小;(3)主塔墩刚度变化对钢轨伸缩力影响较小;(4)采用漂浮体系时,钢轨伸缩力与半漂浮体系几乎一致,采用塔梁固定支撑和塔梁固结体系时,主梁左端梁缝处的伸缩力减小,但主梁右端梁缝处的钢轨伸缩力反而增大,因此在铁路大跨斜拉桥设计中建议不采用这两种支撑体系;(5)该研究成果可指导大跨度斜拉桥无缝线路设计。     

兰州环行线道岔区顶管设计

兰州石化公司化肥厂厂前区市政污水分流管网改造管线(一道600 mm排水管)穿越兰州西固环行线石岗车站东咽喉道岔区,管道埋深于轨道以下6.5 m,需做铁路护涵进行防护。线路加固采用工便梁及型钢形成纵横梁体系,并对路基本体和地基注浆加固,以确保加固体系安全可靠。通过本设计实践可对今后复杂情况下的顶管设计具有一定的参考作用。     

列车提速下32 m PC简支T梁的横向刚度加固方案研究

对既有单线铁路32m标准预应力混凝土简支T梁在列车提速条件下的几种横向刚度加固方案进行研究。采用车桥系统动力相互作用分析的方法，考虑轨道不平顺和车辆蛇行运动影响，针对铁道专业设计院提出的几种加固方案，计算了不同列车速度下桥梁与车辆的动力响应。分析影响桥梁横向振动的主要因素，指出进行桥梁加固时应注意采取的措施，并对各加固方案进行了分析比较。