正交异性钢桥面板纵肋腹板与面板连接构造的疲劳试验研究

针对正交异性钢桥面板的纵肋腹板与面板连接构造易出现疲劳裂纹的问题,通过不同纵肋腹板与面板厚度配合及制造工艺共5组48个连接构造试件的疲劳试验,研究正交异性钢桥面板纵肋腹板与面板连接构造的疲劳性能及疲劳设计S-N曲线.研究结果表明:当12 mm厚的面板搭配8mm厚的纵肋腹板时,试件发生沿面板厚度方向的剪切破坏,疲劳性能较差;当面板厚度从14 mm增至16 mm时,试件的疲劳性能有所提高;当面板厚度从16 mm增至18 mm、纵肋腹板厚度从8mm增至9mm时,试件的疲劳性能基本无改变;双侧熔透焊对疲劳试件的疲劳性能无改善,反而略低于单侧熔透75％焊.对连接构造试件的疲劳试验数据进行S-N曲线回归分析表明,连接构造可归为铁路桥梁钢结构设计规范中的Ⅸ类构造,当破坏循环次数为2×106时,其应力幅为71.9 MPa.     

钢垫梁架空维护高铁线路期间提高列车限速的研究

针对我国铁路钢垫梁架空维护期间列车限速低(45 km/h)的问题,研究采用新型架空技术将限速提高.为了提高安装效率将钢垫梁原有6根横梁减少2根.通过静力仿真和静载试验,新型钢垫梁位移和应力均满足规范要求.通过多体动力学仿真分析,列车以80 km/h的速度通过时新型钢垫梁的位移、列车的动力学性能指标均满足规范要求;列车以...     

铁路桥梁病害库和管养知识库的构建及应用研究

为适应铁路桥梁检养修作业智能化发展趋势,固化成熟经验,将信息化技术与检养修流程深度融合,构建了铁路桥梁病害库和管养知识库,包括标准知识库体系和基于BIM的运营养护系统2大模块。对铁路桥梁运维单元进行分类和枚举,并以此为本体,利用IFD (International Framework for Dictionaries)编码实现知识库体系的内在关联,制定了劣化标准库、检查库和维修库的编号规则,形成了作业指导书形式的检查库及维修库。研发了基于BIM的运营养护系统,实现了智能巡检、桥梁病害的统计分析和桥梁状态的定量评分。研究成果升级了检养修管理模式,为铁路桥梁全生命周期信息互反馈和预防性维修提供了条件。     

设计荷载作用下大跨度铁路悬索桥的梁端变位特征

以连(云港)镇(江)铁路五峰山长江大桥为工程背景,基于有限元分析,研究该桥在基础不均匀沉降、温度荷载、风荷载、竖向活载及制动力作用下的梁端变位特征及荷载组合效应。结果表明:梁端纵向位移主要影响因素为温度荷载和竖向活载,其次为纵向风荷载、基础沉降和列车制动力;梁端竖向转角受竖向活载和基础不均匀沉降影响最大;横向极限风荷载和温度荷载对梁端横向位移和转角存在一定影响;主、引桥之间的横向位移差引起梁端横向折角。除考虑梁端纵向位移和竖向转角外,铁路悬索桥在设计时也应关注梁端横向位移和横向折角,可通过结构约束体系、端横梁局部合理设计及主、引桥支座位置优化等措施满足梁端空间变位要求,从而为大位移梁端伸缩装置的设计和梁端区域行车的安全平稳提供有利条件。     

在役公路钢桥可靠性评估方法研究

为构建在役公路钢桥安全评估技术,保证在役桥梁的运营安全,研究分析基于可靠指标和基于分项系数2种可靠性评估方法。依据公路桥梁承载能力检测评定规程中的钢结构桥梁承载能力检算系数和活载影响修正系数,建立在役钢桥劣化状态极限状态方程,利用0．618优化法,得到2种评估方法相应技术参数及指标。研究表明,公路钢桥技术状况可按优、良、中、差、劣和失效6种等级区间划分。基于可靠指标评估方法中,优、良、中、差、劣5种桥梁技术状况,分别对应评估目标可靠指标为4．2、3．8、3．5、3．3和3．0;基于分项系数评估方法中,优、良、中、差、劣5种桥梁技术状况,分别对应抗力分项系数为1．35、1．25、1．2、1．15和1．1。2种评估方法可认为是等效统一的。     

超声波锤击对钢桥构造细节疲劳性能的影响

针对我国客运专线铁路大跨度斜拉桥设计中出现的2种新型构造细节——十字形熔透焊接构造(传力型)和焊接盖板构造开展疲劳试验,制定了其疲劳S-N曲线和疲劳抗力设计指标。在此基础上,进行了2种试件在超声波锤击后不同应力幅下的疲劳试验,掌握了超声波锤击对不同构造细节疲劳强度的影响,以及对同一构造细节不同应力幅下疲劳性能的影响。试验结果表明:超声波锤击后试件的200万次疲劳强度有明显提高,为原状试件的2倍以上;但超声波锤击后试件的疲劳S-N曲线斜率明显减小,即随着应力幅的增加,超声波锤击对其疲劳性能的改善程度越来越小;当应力幅大到一定程度时,超声波锤击不会改善其疲劳性能。     

40t轴重专用铁路列车荷载图式的制定研究

针对40 t轴重专用铁路制定设计列车荷载图式,研究首先从列车荷载图式和安全储备系数的角度,对重载专用铁路与一般线路的差别进行探讨分析,提出重载专用铁路列车荷载图式的型式以及合理安全储备系数;以现有40 t轴重矿石车为原型,按荷载效应等效的原则将其概化为图式的型式,根据安全储备系数取值建议,将概化图式轴重参数提高10%,形成40 t轴重矿石车列车荷载图式。该图式对于列车的储备在不同跨度范围内较为均衡。同时通过比较荷载效应,掌握图式与国内外现行重载铁路列车荷载图式的差异。     

西堠门大桥正交异性钢桥面板静载和徐行试验研究

基于西堠门大桥正交异性钢桥面板静载和徐行试验,研究在汽车轮载作用下正交异性钢桥面板关键构造的应力大小、历程和分布规律。试验结果表明,在3轴30t试验车作用下,纵肋底板跨中测点的纵向应力最大,达51.7MPa,横隔板开口上缘测点的最大主应力次之,为30.8MPa,面板上测点的最大横向应力较小,为16.7MPa。面板横向应力、纵肋腹板竖向应力的纵向影响线长度约为2倍横隔板间距,横隔板开口上缘主应力的纵向影响线长度约为1.5倍横隔板间距,纵肋底板纵向应力的纵向影响线长度约为3倍横隔板间距。运用泄水法对徐行试验测得的应力历程进行分析,得到钢桥面板关键构造的应力振动幅值大于5MPa的次数分别为:纵肋底板跨中纵向应力3次,最大应力振动幅值为60.1MPa;面板横向应力3次,最大应力振动幅值为26.8MPa;纵肋腹板竖向应力4次,最大应力振动幅值为16.1MPa;横隔板开口上缘主应力2次。运用AN-SYS软件提供的SHELL181单元建立钢箱梁节段模型进行静力分析,计算结果与实测结果基本一致,表明SHELL181单元能够模拟钢桥面板的受力特征。     

桥梁结构健康监测技术标准现状分析与思考

为掌握桥梁结构健康监测系统的设计、实施、交付、运营等标准应用现状,调研分析了国家、行业、地方、团体和企业不同层次合计31项监测技术标准,指出了现行监测标准呈现的技术特点和发展趋势。分别从系统组成,传感器技术要求,传感器安装及综合布线,系统报警级别,系统调试、试运行与验收,系统验证等方面阐述了不同监测标准间的差异,并给出了对应规定的优化建议。研讨了监测系统体系架构、监测系统效用决策、预报警准确性及快速响应、监测数据分析与利用、监测系统网络安全等关键技术问题,并给出了实施建议。桥梁结构健康监测是一项系统工程,有必要对监测标准进行顶层设计和统型化规定,以更好地推动监测技术发展与迭代升级。     

基于CTOD特征值的桥梁钢防脆断评价方法研究

为保证铁路钢桥中高强度桥梁钢在低温环境下的服役安全,提出基于裂纹尖端张开位移(CTOD)特征值的桥梁钢防脆断评价方法.首先建立基于CTOD的桥梁钢脆性断裂判据,再基于断裂力学理论推导典型桥梁钢构件断裂驱动力理论公式,依据断裂韧性C T OD特征值随温度和厚度的变化规律提出断裂抗力经验公式.以Q690qE桥梁钢为例,基于...