风屏障的突风效应对桥上列车走行性的影响

为研究列车进出风屏障段时所受突风效应的影响,以一高速铁路多跨简支梁桥为研究对象,通过风洞试验测试了风屏障在100.0%、43.5%和0透风率情况下车-桥系统的气动特性;基于哑元耦合法,建立了风-车-桥系统分析模型,开展了两种风屏障布置形式（通长和非通长）时风屏障透风率和列车车速对列车动力响应的影响分析. 研究结果表明:设置风屏障时桥上列车的气动特性存在较大差异,尤其列车气动阻力系数在风屏障透风率0比透风率100.0%时减少87%;当风屏障通长布置时,风屏障防风效果显著,随着透风率的减小,列车动力响应大幅减小,其中轮重减载率减小达53%;当风屏障非通长布置情况时,列车在进入和离开风屏障区段时,突风效应对列车的横向加速度和竖向加速度均影响显著,透风率越低,加速度响应变化越剧烈,但对于轮轴横向力和轮重减载率的影响有限;随着车速的提高,突风效应造成的加速度响应总体上增大,呈明显的非线性变化.      

大跨度板桁加劲梁桥简化建模方法研究

大跨度板桁加劲梁桥的抗风研究需建立全桥模型分析桥梁的动力特性,针对全桥精细化有限元模型单元数多,计算费时等特点,基于桁架和正交异性板的连续化等效板厚公式,将板桁加劲梁的正交异性板简化为桁架,使其成为空间桁架结构。为了保证空间桁架的力学性能与板桁加劲梁等效,分别确定桁架各杆件的截面特性,形成新的简化建模方法。最后以主跨跨径为1 386 m的某板桁加劲梁悬索桥为例,分别建立精细化模型和简化模型,通过分析动力特性对简化建模方法进行验证。结果表明:精细化模型与简化模型的自振频率吻合良好,简化建模方法能满足动力特性的分析要求。     

400 km/h高速铁路典型路基段风致行车安全研究

以某设计速度400 km/h的高速铁路4种典型路基段结构为研究对象,采用风车路耦合动力分析方法,运用ANSYS和多体动力学软件SIMPACK分别建立路基和列车模型,分析CRH380动车组在环境风速20～40m/s区间工况,以速度400 km/h通过时车辆的动力响应。根据评价准则提出风致行车安全控制指标。结果表明：车体横向加速度反映列车横风稳定性,可以作为风致行车安全的控制指标;脱轨系数随着风速增大而增大,在风速不超过40 m/s条件下,均未达到上限值0.8;4#路基段可以承受的环境风速最大,风致行车安全的效果最好;背风侧的车辆响应指标均明显好于迎风侧,对于横风影响下的动力仿真分析,应将迎风侧作为主要研究对象。     

桥墩刚度对铁路大跨连续梁桥车桥耦合振动的影响研究

为研究桥墩刚度对高墩大跨连续梁桥的影响,本文以某高墩大跨铁路桥梁为背景,采用MSC Patran和ADAMS Rail软件联合仿真技术,对桥梁进行了车桥系统耦合振动分析,研究了桥墩横向刚度和桥墩高差对车辆和桥梁动力响应的影响,结果表明：（1）当桥墩横向刚度与原有刚度的比值在0.6～1.4范围内变化时,桥梁的横向动力响应变化不大,当桥墩横向刚度与原有刚度的比值由0.6降至0.2时,桥梁横向动力响应缓慢增大,当桥墩横向刚度与原有刚度的比值降低至0.2以下时,桥梁的横向动力响应急剧增大;（2）车辆动力性能受桥墩横向刚度变化的影响不大;（3）随着桥墩高差的增大,桥梁的跨中横向位移明显减小,列车和桥梁的其他动力响应指标的变化不大。     

浅埋偏压黄土连拱隧道中导洞及中隔墙力学特性

【目标】为研究浅埋偏压黄土连拱隧道中导洞及中隔墙施工力学特性,以卓合高速公路捏业隧道为工程背景,采用现场监测的方法对其中导洞及中隔墙施工时的内力分布及发展规律进行研究。【方法】通过分析监控测量数据,研究中导洞围岩压力和支护结构应力、中隔墙墙底压力、钢筋轴力及混凝土应力在施工过程中的分布发展规律及影响因素。【结果】中隔墙的存在使得正洞施工对中导洞稳定性几乎没有影响。中导洞右拱肩处钢架应力最大,为330.9 MPa;正洞上台阶施工对中隔墙应力状态影响最大,右洞上台阶开挖10 d后中隔墙钢筋轴力达到峰值43.4 kN,混凝土应力亦开始快速增长并达到峰值25.9 MPa;正洞中台阶及仰拱部分的施工对中隔墙力学状态造成的影响较小;中隔墙底部右侧压力最大值为536.2 kPa。【结论】对中隔墙及隧道地基进行加固处理可有效减小中隔墙及隧道结构的沉降变形,同时可优化中隔墙受力状态。     

固液废弃物共混改性沥青混合料路用性能研究

废弃食用油和轮胎的回收利用对于环境保护具有重要意义。本研究采用煎炸废油（WFO）和废旧轮胎橡胶（GTR）对沥青进行复合改性,制备了一种可作为石油沥青潜在替代品的环保型生物沥青,并基于两种改性剂的最佳试验配比制备了复合改性沥青混合料;通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、车辙试验、三点弯曲试验、冻融劈裂试验等,对比研究了WFO/GTR固液废料共混改性沥青混合料（FOTRM）与基质沥青混合料（OAM）、橡胶改性沥青混合料（TRM）的路用性能。结果表明：固液废料共混改性沥青混合料的马歇尔稳定度和动稳定度明显高于OAM和TRM,具有优良的高温稳定性;低温变形和抗水损害性能劣于TRM,但优于OAM;表明FOTRM可作为沥青路面的替代材料。     

基于运营纵坡控制的大跨铁路和公铁合建桥竖向刚度设计方法

为合理设计大跨铁路和公铁合建桥梁的竖向刚度,提出了一种基于运营纵坡控制的竖向刚度设计方法,该方法以保障列车安全通行、乘客乘坐舒适性为目标,选取最大牵引纵向坡度、最小溜逸纵向坡度、纵向坡度差、曲率半径以及车-桥动力响应为控制指标,对桥梁的竖向刚度进行控制,采用该方法对某公铁合建三塔斜拉桥方案进行竖向刚度设计验证.结果 表...     

浅埋偏压黄土双连拱隧道-边坡地震响应特性研究

结合实际工程,在模型试验结果和数值模拟结果验证合理的基础上,以地震作用下浅埋偏压黄土双连拱隧道坡—隧系统动力响应特性作为主要研究目标,选取波形为EL波模拟地震作用,建立有限元三维模型,分析了隧道修建前后坡体动力响应差异和不同地震动强度下坡隧系统的动力响应规律。结果表明：边坡加速度放大系数在陡坡段呈现出明显的非线性变化趋势,隧道修建完成后,地震动在陡坡段引起较大响应,而在缓坡段出现一定的加速度饱和现象;隧道的存在对附近围岩有加固效应,而对坡面有一定的劣化效应;地震动引起台阶状护坡交界处以及距坡脚2/3处附近产生较大的剪应变,且这种响应规律随着地震动强度的增加而显著;地震动强度增加时,岩土—结构相互作用增强,浅埋侧隧道拱顶和右拱腰受力更为不利;0.1～6.25 Hz(低频波)的能量占比测点变化规律与加速度沿测点变化规律一致,是引起土体响应和破坏的主要因素;随着高程增加,陡坡段低频波能量占比高,在缓坡段有减小趋势,而高频波变化趋势与低频波变化趋势相反。本研究对黄土地区软弱围岩的双连拱隧道及边坡抗震设计具有一定的借鉴意义。     

考虑附加变形的公路-磁浮合建桥车桥耦合动力响应研究

为了解温度变化和汽车荷载布置引起的附加变形对大跨度公路-磁浮合建桥及磁浮列车动力性能的影响,以某三塔四跨公轨合建大跨度斜拉桥为背景,采用UM及ANSYS软件建立磁浮列车、桥梁、悬浮控制器模型,分析温度、汽车荷载作用下的附加变形对车桥动力响应的影响.结果表明:温度附加变形对桥梁及磁浮列车的动力响应影响较小;汽车偏载作用对...     

高速磁浮简支箱梁桥车致动力响应分析

为研究600 km/h高速磁浮简支箱梁桥方案的车致动力行为,基于柔性体动力学方法,建立并验证了磁浮列车通过桥梁的桥梁动力分析模型.以跨度30.96 m高速磁浮简支箱梁桥为研究对象,进行不同梁高的桥梁动力特性对比,分析不同梁高和车速对高速磁浮桥梁动力响应的影响.结果表明:所建立移动荷载过桥动力分析方法能较好地反映磁浮列车...