新型速度锁定装置在铁路桥梁加固改造中的应用

在新建铁路桥梁设计和既有线加固改造中,列车的牵引力、制动力和地震力是控制桥墩纵向设计的主要因素。对于进行重载强化改造的既有铁路桥梁,由于列车制动荷载增大,导致桥墩的强化改造工程量很大,改造成本很高。本文介绍了一种通过安装速度锁定装置降低桥墩承担的纵向力比例,从而减少桥墩加固数量的改造方法,同时根据理论计算和实桥应用确定了速度锁定装置的合理技术参数与布置方式,对于降低重载铁路桥梁下部结构强化改造的工程量、节约成本具有重要意义。     

重载铁路圆柱形桥墩横向振动试验研究

随着我国既有铁路扩能运输的实施,运营列车的轴重以及载运量逐步增加给圆柱形桥墩带来了越来越严重影响,如墩顶横向振幅过大、冲击振动加剧等,严重影响了铁路桥梁的安全运营。以朔黄铁路圆柱形桥墩为研究对象,理论结合试验分析其加固前后在列车荷载增大的情况下桥墩的横向动力特性,研究不同运营列车作用下桥墩横向振动的规律,评价分析该圆柱形桥墩加固效果,为重载铁路圆柱形桥墩的加固研究和维护管理提供科学依据。     

重载铁路Ц形浅基高桥墩振动分析及加固技术

研究目的:Ц形浅基高桥墩是我国既有重载铁路中的一种常见类型,具有"头重脚轻"和刚度偏低的典型特点,是铁路基础设施中的薄弱环节。本文以某重载铁路浅基高桥墩为研究对象,针对重载列车通行引起的桥梁结构振动异常现象,采用现场试验和理论分析等技术手段,研究大轴重运输条件下的桥墩振动特性和减振加固技术,并进行实际工程应用研究。研究结论:(1)单线重载列车通过导致双线Ц形桥墩基础受到较大的偏心冲击,进而引起本线和临线桥梁振动增大,尤其是临线桥梁振动明显增大;(2)随速度和轴重增加,两线桥梁振动均呈现增大趋势,地基薄弱、桥墩刚度不足和基础结构缺陷是振动异常根本原因,大轴重列车偏心冲击是直接外因;(3)可采用"增补桩基+增大基础+墩身连接"组合加固方法进行实桥加固,加固后墩顶振幅降低300%,桥墩横向自振频率增加3倍,效果明显;(4)本研究成果可为既有铁路病害整治以及扩能改造提供借鉴。     

临界参数法在重载铁路轻型桥墩加固中的应用

研究目的:重载运输快速发展引起桥墩振动加剧并影响列车安全运营,针对采用混凝土连接加固双柱式轻型桥墩中加固参数难以选择问题,本文提出一种基于双指标控制的临界参数法并完成实桥工程应用。研究结论:(1)墩身横向刚度和桥墩横向自振频率是临界参数法的两个双控指标,加固厚度和加固高度分别是固定参数和可变参数,在确定临界参数时需考虑加固效果、加固成本和后期维护便捷多种因素;(2)对于双柱式桥墩,加固厚度取大于墩身直径20 cm,60%的原始墩高为临界加固高度,加固后桥墩刚度和自振频率显著提高,增幅均在70%及以上;(3)采用临界参数法进行桥墩加固工程应用,加固后桥墩横向频率增幅接近100%,墩顶横向振幅降低50%以上,加固效果明显,而加固费用、施工难度和工期大大降低;(4)本研究成果可为进一步研究重载铁路轻型桥墩加固问题提供参考。     

重载铁路水冲受损桥墩适应性分析及加固控制技术

以受洪水冲刷的一座重载铁路浅基桥墩为对象，基于现场试验、数值模拟、在线监测等方法，研究大轴重运输条件下冲刷程度、荷载类型等因素对水冲受损桥墩刚度、稳定性和动力响应的影响。基于安全运营需求，提出一种实时监测+定期监测的加固施工安全监控方法，并开展实际工程应用研究。结果表明：冲刷引起墩台基础土体流失和约束降低，导致桥墩刚度减小、稳定性下降和振动加剧；随着冲刷深度增加，桥墩与主梁振动响应逐渐增大，桥墩自振频率逐渐降低；大轴重列车作用下，随着列车速度和轴重增加，桥梁振动响应逐渐增加，桥梁振动响应与列车速度、轴重均成线性关系。对结构振动响应和墩台变位进行加固施工安全监控，发现加固过程中基础开挖和冲击钻孔是关键施工控制环节，且导致了桥梁横向振动显著增加，而基础加固施工对桥墩结构横向振动影响较小，且各项施工内容对结构沉降、水平位移和纵向振动的影响相对较小。     

重载铁路小跨度桥梁换梁施工及运营性能测试分析

在既有铁路扩能改造过程中发现中小跨径混凝土桥梁产生了较为严重的病害,通过常规加固技术(如粘贴碳纤维)难以满足长期重载运营要求。以一座跨度为8 m的钢筋混凝土重载铁路桥梁为工程背景,介绍了在役钢筋混凝土梁更换为钢梁的施工过程。通过对换梁改造后的桥梁进行运营性能试验,评价了该桥实际工作状态并检验了换梁效果。研究结果表明:换梁改造后桥梁跨中横向振幅、跨中动挠度动力系数、动应变动力系数远小于规范值;与更换前在役钢筋混凝土梁相比,主梁跨中横向振幅降低率约为74. 6%～85. 2%,桥墩墩顶横向振幅降低率约为11. 1%～50. 0%。     

大轴重条件下既有铁路桥梁适应性分析及对策研究

为评价既有铁路常见跨度桥梁在大轴重运输条件下,安全储备和适应性,基于我国铁路设计标准和重载运输发展历程的系统总结和分析,采用数值模拟、工程应用实践和试验检测等手段,深入分析不同设计标准、不同跨度条件下,铁路桥梁在21～30 t轴重列车作用下的荷载效应和活载储备量,并结合工程实际开展桥梁结构重载化强化改造技术研究。研究结果表明：随着轴重增加,桥梁结构的荷载效应逐渐增加且活载储备量下降;25 t及以上荷载作用下,按照中-Z和中-活载荷载标准设计的小跨度梁活载储备量最低达到-23.97%,中等及以上跨度桥梁活载储备量最低达到-13.90%,结构安全储备存在一定程度不足;刚度偏低、强度偏小、稳定性偏弱和耐久性较差是既有铁路桥梁结构面临的主要技术问题;通过采用更换、加固、应用新型结构体系等强化改造措施,可整体提高结构承载能力和使用性能,满足大轴重运输要求。     

大轴重列车作用下桥梁结构的动力响应研究

研究目的:为研究大轴重列车作用下桥梁结构的动力响应,本文以30 t大轴重列车和重载铁路线上常用跨度32 m预应力混凝土简支T梁为研究对象,结合现场实测数据,基于多体动力学理论和有限元法建立大轴重列车-轨道-桥梁三维耦合精细化有限元模型,并验证有限元模型的准确性。通过计算大轴重列车作用下桥梁结构的动力响应,分析大轴重列车编组长度、列车轴重、列车运行速度以及桥墩高度等因素对桥梁结构动力响应的影响规律。研究结论:(1)当列车编组数达到6节以后,列车编组数增加仅影响桥梁结构的动力响应持续时间,不会对桥梁结构的动力响应峰值产生影响,在计算长大编组列车通过中小跨度桥梁时可简化为6节编组进行计算;(2)桥梁结构的动力响应与重载列车的轴重有较明显的相关性,桥梁跨中竖向位移和跨中横向位移均随着列车轴重的提高而增加,增幅呈近似线性增加的趋势;桥梁跨中竖向加速度和跨中横向加速度均随着列车轴重的提高而逐渐增加,且增幅越来越大;(3)桥梁结构的动力响应均随着列车运行速度的提高而增加,跨中加速度响应随列车运行速度的提高增幅比跨中位移响应增幅大;(4)桥梁墩高的变化对桥梁结构的竖向动力响应影响较小,而对横向动力响应影响较大;(5)本研究成果可为重载铁路桥梁的设计和既有线铁路桥梁强化改造提供参考。     

提速铁路桥梁横向振动异常探讨及加固技术

列车尤其是货运列车提速后,铁路桥梁横向振动明显加剧,文章分析探讨了其产生原因。基于对桥梁横向振动超限的分析,提出从桥梁梁体、桥墩及墩下基础等方面进行桥梁横向加固。总结了铁路混凝土桥梁横向加固的主要技术方案。     

铁路轻型双柱式桥墩改造研究

铁路提速后对铁路桥梁提出了更高的要求.结合在提速过程中出现的轻型双柱式桥墩横向振幅偏大现象,以九江长江大桥铁路引桥为工程背景,分析了产生该问题的原因并提出改造加固原则,着重在方案设计方面,从工程可行性、可靠性和经济性的角度出发,探讨了轻型双柱桥墩的改造加固问题.为我国铁路提速背景下,解决大量既有轻型双柱式桥墩相关问题提供参考和借鉴.     

后加预应力拉索加固铁路桥梁的力学性能研究

研究目的:针对铁路桥梁横向刚度不足的问题,提出一种后加预应力拉索快速加固铁路桥梁的方法。该方法不影响列车的正常运行,可以明显缩短加固施工周期,减小运输损失,保障整条线路的安全运营。本文主要研究拉索布置位置、拉索初应力、拉索布置角度对铁路桥梁动力性能的影响,并给出相应的工程建议值。研究结论:(1)布置的拉索层数越多,桥墩横向一阶频率提高得越多;拉索应优先布置在墩顶到距墩顶1/3墩高范围内;(2)拉索索力不宜过大,保证拉索绷紧即可;(3)当拉索与墩体角度达到50°时,桥墩横向一阶频率达到最大值,为便于施工,可把拉索都固定于同侧较长拉索的地面锚固系统,较长拉索与墩体成45°时加固效果较好;(4)实际工程应用时,应根据桥墩具体特征确定拉索的布置方案;(5)该研究结论可用于铁路桥梁桥墩横向振幅超限加固。     

大秦重载铁路既有中高圆形桥墩加固方案的研究

针对大秦线开行2万t重载列车后,出现的中高圆形桥墩横向自振频率偏低、振幅偏大的问题,对桥墩进行动力分析,提出上、下行线并行区段和单线区段的加固方案,通过加固前后的结构动栽试验可以看出,加固后桥墩的横向动力性能得到较大的改善,能够满足<桥检规>的要求.     

合九线双柱式桥墩横向振幅超限原因分析及整治

合九线在线路提速和开行重载货物列车后，部分双柱式桥墩的桥梁出现横向振幅超限，严重影响行车安全和桥梁的结构安全。在全面分析原因的基础上，通过加固实验，确定采用基础、墩身和梁体同步加固技术和增设限位装置等辅助措施，有效提高了桥梁的刚度，对整治同类型桥梁的横向振幅超限，具有一定的借鉴作用。     

朔黄铁路64m双线栓焊钢桁梁强化改造技术研究

为实现在朔黄铁路规模化开行2万t重载列车,年运量达到4亿t及以上的生产目标,需要对既有铁路桥涵进行重载适应性评估及强化改造,以确保重载运输条件下既有桥涵的运营安全。本文对朔黄铁路64 m双线栓焊钢桁梁进行了桥梁状态检测,针对钢桁梁的薄弱环节进行了强化改造技术研究,确定了在主桁杆件翼缘板内侧栓接钢板,在纵梁下翼缘栓接钢板的加固方案,并实施了强化改造。改造后效果达到预期。     

朔黄铁路韩村大桥单圆柱桥墩加固效果试验研究

朔黄铁路韩村大桥采用单圆柱桥墩,横向刚度不足,制约运输能力,先后两次采取加固措施。对加固后桥梁的动力性能进行了测试,分析了桥梁在运营列车作用下的动力响应。分析结果表明:受测试列车车辆状态的影响,桥梁动力响应值存在一定的离散性,采用实测平均值比实测最大值来评判加固效果更为合理;单圆柱桥墩加固采用上下行桥墩横连和加桩基础加固,桥墩动力性能明显得到改善,桥梁梁体横向振动有所降低,所有实测指标均满足规范要求。该桥加固效果明显,其加固方法可为类似工程提供参考。     

东平水道特大桥并联混合式减振方案研究

为增强桥梁结构的抗震能力和耐久性，针对大跨度铁路桥梁车致振动及地震响应的动力特点，以东平水道特大桥为工程背景，提出一种并联混合式减振方案，研究黏滞阻尼器对纵向滑移体系桥梁地震响应的控制效果，分析不同控制体系对列车荷载引起结构响应的影响。研究结果表明，黏滞阻尼器能显著减小大跨度铁路桥的地震结构位移和内力响应；泄压阀锁定装置对列车制动力和行车荷载的抑振能力优于黏滞阻尼器；当黏滞阻尼器和泄压阀锁定装置协同工作时，在降低二者出力值的同时可实现对列车荷载更好的控制效果，由于传力路径的改变，控制后的墩底剪力和弯矩均有所增大，但锁定装置的增大效应更小。     

重载列车低速缓解速度值探讨

针对目前规定的重载列车低速缓解速度值在实际执行中存在的问题,根据列车操纵实际、列车运行监控记录装置的有关数据,对重载列车常用制动后缓解时列车合力、运行速度的变化进行了分析研究。提出了两个新概念及计算方法:缓解列车制动时车辆全部缓解后应保持的最低速度及缓解时间。运用列车合力、速度和时间的关系公式,对重载列车最低缓解速度值进行了计算,进而提出了不同牵引吨数(辆数)重载列车最低缓解速度的取值建议。     

重载铁路桥梁设计列车标准活载的研究

充分调查铁路桥梁设计列车标准活载、机车车辆现状。深入研究一些发达国家铁路桥梁设计列车标准活载的发展贮备。针对我国铁路重载运输的发展现状,依据与世界水平相同或相近的发展贮备原则,认为重载运输桥梁设计列车标准活载有必要修订。综合考虑大件运输和冲击系数对活载的影响,归纳出铁路桥梁设计列车标准活载的五条修订原则,并推荐轴重27t和30t两种列车活载标准图式。     

重载铁路桥梁设计的几点思考

简要介绍重载铁路特点及煤运通道蒙华铁路三荆段自然环境、桥涵分布情况;结合煤运通道重载铁路桥梁设计,从活载标准的选择、桥式、桥型方案的确定、常用跨度简支梁的选型、特殊跨度桥梁设计、桥墩设计等方面阐述重载铁路桥梁设计思路。结合煤运通道城烟特大桥对高桥桥型选择进行综合分析,桥墩设计应结合合理刚度选择、施工、景观等因素综合确定。最后对煤运通道三荆段桥梁设计进行反思和总结。     

大秦重载铁路信号设备联锁试验重点项目探讨

大秦线作为我国铁路发展的标志性工程、现代化煤运通道重载运输的示范性工程和既有线扩能改造的样板性工程,依靠重载技术的自主创新,在保持列车速度、密度不降低的同时,将列车重量由5 000 t提高到1万t和2万t。在电务技术方面,新技术、新装备大量开发运用,密集、复杂的信号设备改造大面积展开,信号设备联锁关键面临着前所未有的挑战。通过组织管内信号设备开通调试及处理设备电路问题,总结一些信号设备联锁试验容易发生问题需重点卡控的项目。