客运专线桥墩支承垫石顶高程的智能计算

铁路客运专线的轨道形式确定较晚,为使施工顺利进行,桥梁专业先为上部结构预留固定高度,等到轨道形式确定后,通过调整垫石顶高程来保证轨道的架设,计算垫石顶高程任务繁重、过程复杂、出错率较高,如何保证计算的快速与正确性具有重要意义。总结影响垫石顶高程计算的各种因素,建立相应的数据库进行量化,设计出计算流程规范计算过程,构思智能读图算法核对控制高程。选用Excel作为数据库存储数据,采用VB语言结合Excel和cAD编制程序,实现垫石顶高程的智能计算。经过京津城际铁路和京沪高速铁路两条线的验证,结果表明,该程序计算速度快,计算结果准确,操作简单,界面友好,把大量技术人员从繁重而重复的任务中解脱出来。     

任意活载形式的简支梁支反力通用算法研究

为实现不同类型铁路活载下简支梁支反力的快速准确求解,提出了一种利用Heaviside函数推导任意活载作用下简支梁支反力通用完备解的算法。该算法构建了一种可自定义的活载格式以定义任意活载,即将任意活载分解为集中荷载、有限长度均布荷载、无限长度均布荷载三大类荷载;利用弯矩平衡法以及各加载边界条件与Heaviside函数的等价变换关系,推导得到任意活载的支反力通用完备解;将该算法编入设计程序,结合铁路墩台设计控制工况的判据,采用冒泡法可得到控制工况的支反力。以3组不同梁跨组合下的双孔重载控制工况为简支梁支反力算例,计算结果表明：该通用算法与MIDAS Civil软件计算的简支梁支反力误差均在1%以内,计算精度高;ZK活载、ZC活载与UIC活载的比例关系进一步验证了本文提出的支反力通用算法计算结果的正确性。     

降低铁路桥梁设计图纸打印成本的方法

采用VB语言编制智能排版打印软件,实现了图纸程序化排版、无人干预下批量发送到打印机的自动化打印过程,提高了打印出图的工作效率,避免了人为操作带来的纸张浪费.该软件还能控制普通打印机用A4纸自动分页打印长大图纸,减少了购置针孔打印机的成本.     

铁路桥梁地质图形的反演算法研究

分析地质钻孔图和地质纵断面图特征,从地质钻孔图着手,批量提取各钻孔编号、里程和土层分界点高程存人钻孔存储表中,通过表中里程和高程数据在地质纵断面图中找到钻孔土层分界点位置,与钻孔连线进行匹配,确定钻孔连线的上下土层信息存入表中,根据地质数据表设计反演算法,可得到任意里程位置处土层信息.将该方法应用于铁路桥梁设计任务量高峰期,可缩短桥梁基础设计时地质资料处理时间,在工期短、人员少的情况下,保质保量地按时完成任务.结果表明:该算法反演速度快、结果准确,可实现桥梁专业与地质专业的无缝衔接.     

桥梁徐变效应的有限元算法研究及程序验证

徐变是控制混凝土桥梁设计的重要因素,但因徐变计算一般封装于商业软件中,设计人员无法掌握计算原理。为研制自主有限元软件,摸索出桥梁徐变计算过程,从徐变系数开始研究,并对Midas帮助文件和基于Tr9st-Bazant的工程实用分析算法进行基于公式推导的对比分析;基于分析结果进一步给出递推形式的徐变累加计算模型,并通过连续梁实例测试验证。研究结果表明：(1)Midas帮助文件给出的徐变算法和基于Tr9st-Bazant基本方程的徐变算法本质上是一致的,当满足ρ(t,τ₀)=1/2时,两者之间的方程是等价的;(2)通过加权最小二乘法将徐变系数写成通用格式,可将基于空间梁单元的徐变算法改造成递推形式,加快运算速度;(3)基于递推形式编制的卧龙程序,在同等边界条件下,其徐变位移的计算精度满足工程设计要求,竖向最大相对误差3%左右,且绝对误差较小,水平向相对误差在1%以内。     

基于力流分析的铁路承台三维拉压杆模型研究

由于铁路桥墩和承台尺寸较大,承台连接桥墩和桩基受力十分复杂。承台设计中套用“受弯理论”和公路规范的“撑杆-系杆理论”缺乏依据。在调研国内外相关厚承台研究成果的基础上,以石济高铁承台通用图为研究对象,对8个典型承台进行受载后力学分析,得到承台内部的受力特点。基于力流分析,并通过不断优化所建立的三维拉压杆尺寸和节点位置,得到可替代实体分析的三维拉压杆简化模型。以得到的各拉杆内力为依据,计算出承台底主筋数量,通过配置钢筋的三维实体模型验证了配筋的合理性。研究表明：通过三维拉压杆简化模型计算得到的承台钢筋数量满足承台受力要求,配筋数量比传统配筋方式节约20%。     

丹大铁路高填土框构桥设计

以丹大铁路小华尖框构桥为例,建立仿真模型,对二期恒载、恒载土压力、活载土压力和列车活载冲击系数等进行荷载分析;利用Midas Civil软件并结合有关规范要求,进行荷载工况仿真计算,根据计算结果进行框构配筋;采用“理正岩土计算”软件,结合框构两侧出入口的挡墙设计,进行地基处理和挡墙稳定性验算;提出框构设计应充分考虑各种荷载的组合情况,对可能出现的各种荷载形式分别进行计算等结论.     

铁路路基雷达探测数据的处理

分析铁路路基雷达探测数据失真的主要原因,参考雷达探测在其他领域里的应用成果,设计相应的数据处理方法,最大限度地消除其影响。对轨枕中钢筋形成的多次波反射,采用抛物线拉冬变换法消除。对铁路沿线设施和通讯工具产生的随机噪声,采用小波域KL变换的方法去除。为弥补雷达探测剖面图对薄层和深层分辨率的不足,采用高通滤波和瞬时相位法加以提高。分别设计相应的数据处理算法步骤,采用VC和MATLAB混合编程技术实现。对2000年沪宁线路基雷达检测数据处理的结果表明：设计的数据处理方法具有计算速度快、通用性强、参数少的特点;处理后的雷达探测数据图像深部信号强、界面分层清晰,显示病害位置突出。     

去除探地雷达信号中不相关噪声的方法

根据有效信号在相邻道之间在波形和能量上有相关性这一特点,作者改进了常规KL变换只能提取水平相关信号的不足,使用小波域上的KL变换对探地雷达剖面进行滤波,不仅使倾斜轴和弯曲轴的到了加强,而且在低信噪比时,有效地区分出有效信号和干扰信号,提高了雷达剖面的分辨率.本文运用铁路沪宁线路基检测的数据,使用该方法滤波,其处理后的剖面更能有效地反映出路基病害的信息.     

铁路桥梁设计高程的复核

设计高程起着施工控制作用,需要反复复核。通过复核计算算单,再校核计算算单和图纸数据一致性的方法,与设计过程顺序相同,这种正向复核容易出现隐蔽性错误。通过编制程序自动从CAD图纸中提取各高程到Excel表格中,然后归纳总结轨面高程的二阶导数图像特征,用图像来检查轨面高程的正确性。再根据轨面高程反推其他高程,从而实现了利用图纸数据反推计算算单数据的反向复核过程。石郑客运专线铁路桥梁数据验证表明,该方法复核速度快、精度高、结果直观,从反面验证了高程数据的正确性。