山区桥梁柔性防护棚洞抗冲击性能研究

我国西部山区崩塌落石灾害频发,柔性棚洞是一种常见的被动防护措施,凭借结构轻巧、安装方便等特点,适用于桥梁结构的落石防护。为研究桥梁钢结构柔性防护棚洞在落石冲击下的响应,本文运用LS-DYNA显式动力学分析软件对落石冲击桥梁柔性防护棚洞进行仿真模拟,分析不同冲击速度、不同冲击位置等对柔性棚洞以及桥梁结构冲击响应的影响,得到棚洞结构中高强钢丝网、钢拱圈和钢横梁3种主要构件及T梁结构本身在冲击作用下的响应规律。研究结果表明：落石冲击柔性防护棚洞结构的不同位置,产生的冲击响应均随着落石速度的增加而增大;其中落石冲击防护网时桥梁受到的冲击效应最小,在防护网未被冲破的情况下不会对桥梁结构造成太大损伤;而落石直接冲击钢拱圈时桥梁受到的冲击效应最大,钢基座下方混凝土在较低能级冲击下就会破坏。另外还对多落石冲击工况进行初步尝试,为桥梁落石防护的工程设计提供参考依据。     

轮轨高频瞬态冲击下钢轨螺栓孔棱边受力分析

为研究螺栓孔在轮轨接触应力场作用下的棱边应力分布规律及受力特性,建立带有螺栓孔的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,研究列车牵引、制动及钢轨擦伤所致高频激励下车轮动载对螺栓孔棱边应力峰值及分布规律的影响。结果表明：擦伤位置是影响螺栓孔棱边受力特性及应力分布规律的关键因素;轨面擦伤可激发高频附加动力冲击作用,螺栓孔斜向棱边Mises应力峰值随运营速度的提升而显著增加,轨面擦伤使斜向棱边方向螺栓孔应力集中效应显著加剧;列车牵引状态加剧了螺栓孔45°、225°方向棱边应力集中效应,而制动状态加剧了螺栓孔135°和315°方向棱边应力集中效应。     

急流冲击下大跨度连续刚构桥动力响应分析

急流对桥梁冲击作用不可忽视,且现有规范对急流状态下桥墩的冲击作用考虑不足,未考虑急流对墩的侧向作用力,可能严重低估急流作用对桥梁结构的影响。现以某大跨度连续刚构桥为研究对象,建立刚构桥三维有限元模型,系统地考虑急流对桥墩顺流向和横流向(侧向)的冲击作用,研究不同流速和水深对大跨度连续刚构桥动力响应影响,并与港口规范计算结果进行对比。分析结果表明：在急流状态下,单墩两侧的压强呈非对称分布,构成横流向的瞬时压强差,造成显著的瞬时横流向力,在结构设计中不可忽视;水深在H/2及以上时,桥梁受急流冲击效果急剧增长,水流速度对桥墩最大位移和最大应力影响较大,此时应考虑侧向力对桥墩的影响;随着水深和流速增大,港口规范与数值模拟响应差值逐渐增大,墩顶位移最大可达1.6 cm,墩底应力最大可达4.8 MPa,在急流状态下,数值模拟结果更为保守。     

铁路防治危岩落石桥梁-棚洞一体化结构设计研究

危岩落石灾害是世界范围内高山峡谷地区一种常见的地质灾害类型,具有分布范围广、破坏力强、发生突然等特点,对其危害范围内的构筑物和人类活动构成了严重威胁。当受种种条件限制,考虑空间、地形和投资等因素,桥梁-棚洞一体化结构在提高山区铁路危岩落石防治技术综合水平、保障铁路运营安全方面优势明显。基于RocFall等软件,探讨了危岩落石的冲击计算参数、冲击能量、影响范围、桥梁-棚洞一体化结构的防护能级与防护范围等,提出适用于高速铁路常用跨度32 m简支箱梁的钢筋混凝土刚架式桥梁-棚洞一体化结构设计方案。结果表明：钢筋混凝土刚架式桥梁-棚洞一体化结构在500 kJ的防护能级及以下是可行的;主力(单线活载)+落石冲击荷载为最不利荷载组合,也是结构设计的荷载控制组合,此时结构响应和各项指标满足规范要求。     

牵引负荷对介质损耗因数测量的干扰分析

对电气化铁路牵引负荷的冲击特性及其对高压设备绝缘老化的检测系统的影响进行分析,在对负荷进行定性讨论的基础上探讨了冲击性电流增量的幅值对电容型设备测量参数介质损耗因数的影响,以三相综合电流为基础,通过向量分析揭示了负荷电流变化对高压套管监测电流的干扰,建立了针对高压套管的简化冲击干扰模型。分析结果表明:受冲击电流幅值的影响,高压套管介质损耗因数变化呈现一定的规律性,但由于初始综合电流不同,不同组套管会具有不同的变化规律。根据现场测试,以湖东牵引变电所为例,对变压器高压套管特征数据在线采集、分析,验证该干扰模型。     

基于车桥耦合的三跨连续拱梁组合桥冲击系数研究

为合理分析和计算桥梁结构各关键部位的冲击系数,以三跨连续拱梁组合桥为例进行分析。分别利用MATLAB和ANSYS建立11自由度的三维车模型和有限元模型。采用车桥耦合迭代的方法,得到桥梁关键部位在车辆荷载作用下的振动响应。研究结果表明:车辆在任何车道行驶时,边主梁、边拱肋及斜吊杆的冲击系数都大于相应中主梁、中拱肋及直吊杆;随着桥面平整度等级的增加,各关键部位的冲击系数与振动系数的关系满足均幂函数,且呈非线性增长;随着车速的增加,车辆在不同车道行驶时其规律性不一致,在快车道冲击系数呈现先增大后减小的趋势,在中车道呈现先增大后减小再增大的趋势,在慢车道呈现一直增大的趋势;随着车重的增加,冲击系数减小的幅度呈现逐渐减小的规律,轻车低速对桥梁的冲击效应更加显著;大多数工况下端部短吊杆的冲击系数均大于规范值,因此,在桥梁设计中应更加注重短吊杆的抗疲劳设计。     

冲击碾压技术在高速公路施工中的应用

在公路工程施工中,冲击碾压技术不仅能够使路基的强度和密实度得到提升,而且还可以使成本降低、沉降减小、施工效率提高。就高速公路施工中冲击碾压技术的原理和应用实例进行探讨,具有一定的理论和实际意义。     

桥墩抗船撞击性能研究

桥梁在船舶碰撞时受到的动力载荷和响应是复杂的动力非线性问题。首先阐述了船桥碰撞常用的研究方法,同时简要介绍了数值模拟方法的基本原理。用非线性有限元程序LS-DANA对一艘5万t实船与桥梁的碰撞过程进行了仿真分析,研究了有、无防撞装置对桥梁冲击性能的影响,结果表明柔性防撞装置既能保护桥墩又保护了船的安全,计算结果为工程设计提供了有价值的数据。     

轮对在轨缝冲击力作用下的响应分析

利用简化的轮对振动模型进行了轮对在周期性轨缝冲击作用下的响应计算,由计算结果可以看出,轮轨冲击力随着车辆运行速度的提高在迅速增长,但是阻尼对冲击力能起到有效的抑制作用。对于速度达到１４０～１６０ｋｍ／ｈ的提速列车,甚至达到２００ｋｍ／ｈ的高速列车,当选取相对阻尼系数ζ＝０．０７左右时能得到比较理想的动力性能。