2011年度中国铁道学会科学技术奖特等奖项目——高速铁路常用跨度桥梁技术

主要完成单位中铁工程设计咨询集团公司中国铁道科学研究院铁道部经济规划研究院项目简介该项目结合高速铁路建设设计和施工需要,研究高速铁路常用跨度梁设计参数,常用跨度桥梁墩台纵向水平刚度参数,高速铁路箱梁的动力性能简化判定方法,常用跨度桥梁的线形控制技术,无砟轨道桥梁     

利用建筑垃圾土修复铁路桥河道的探索

铁路保护区内河道发生盗采挖砂,会造成河床面降低以及河床面糙率系数改变,对桥梁墩台及桥梁附属物稳定性造成严重影响。在现场调查、分析河道现状以及建筑垃圾土组成的基础上,提出以建筑垃圾土对桥址及保护区内河床面修复的模式,来弥补因盗采挖砂对桥址造成的破坏,以保证桥梁的稳定性和抗洪能力。     

围堰封底混凝土厚度设计

根据某大桥的施工特点,从理论和有限元角度,分别对围堰封底混凝土厚度的计算方法进行了分析。分析结果表明,通过合理考虑封底混凝土与桩基础之间的握裹力,封底混凝土设计更加经济合理,对同类型工程的施工具有一定的借鉴意义。     

铁路桥梁检查车技术方案研究

介绍用于铁路桥梁日常维护保养、维修的铁路桥梁检查车的用途、国内外现状、主要结构和试验情况,简述其主要部件、系统的选型和设计情况。     

旋挖钻孔施工对临近地铁隧道结构影响的研究

基于广州洛溪大桥拓宽工程现场监测数据,对旋挖钻孔时临近隧道结构的变形进行分析,以研究旋挖钻孔成桩技术对临近地铁隧道结构的影响。该工程中,当桥梁桩基距离地铁盾构边线超过7 m时,采用旋挖钻机成孔施工方法;当桩基与地铁盾构边线的距离减小至约3.0 m时,采用旋挖钻机与全套管全回转钻机联合成孔施工方法。现场监测结果表明,桩基施工过程中,地铁隧道监测点平行于隧道中轴线方向的累计位移最大值为2.41 mm,垂直于隧道中轴线方向的累计位移最大值为1.94 mm,垂直于地面方向的累计位移最大值为2.02 mm,均在合理范围内。地铁左、右轨道差异沉降值存在超过2 mm但小于3 mm的现象,道床平顺度也存在个别监测值超过2 mm/10 m但小于3 mm/10 m的现象。本工程旋挖钻孔施工方法对地铁隧道变形影响较小,但左右轨道差异沉降与道床平顺度应该受到重点监测。     

考虑不平衡力矩作用下的转体球铰设计方法研究

针对平转法转体桥梁转体球铰常规设计法忽略不平衡力矩造成球铰设计安全储备不足或后期转体困难等问题,提出考虑不平衡力矩作用下的转体球铰设计方法,以成都某T构转体桥为背景进行研究。采用MIDAS FEA软件建立转体球铰部分有限元模型,分析钢制球铰半径改变对结构受力的影响规律;然后推导不平衡状态下球铰应力计算公式,通过转体结构的受力关系,根据撑脚是否着地的设计目标,按结构对称与非对称,给出球铰半径的确定方法,进而确定启动力矩等其他设计参数;最后结合转体桥梁工程实例验证该方法的适用性及准确性。结果表明：考虑不平衡力矩作用下的球铰设计方法适用于当前不同转体工程实例,其适用范围更广、安全性更好;转体球铰设计时应预先考虑不平衡力矩对球铰设计的影响。     

岩溶陡坡地区公路桥梁桩基极限承载力研究

岩溶和陡坡是影响桩基础极限承载力的关键因素。为研究在不良地质条件下桩基础极限承载力影响因素和防治措施,利用有限元软件建立了桩基础模型并依据相关规范验证了其有效性,针对5种不同坡度和4种岩溶顶板厚度进行了正交模拟试验,分析了不同工况下桩基承载力的变化和桩体承载形式。结果表明：溶洞会造成更大的沉降,地基沉降与岩溶顶板厚度呈反比,3倍桩径为岩溶地质对桩基的最大影响范围。大于45°的陡坡会造成更大的地基沉降进而减少桩基的极限承载力,应极力避免坡度45°以上的陡坡在实际工程中的使用。当无法避免时,应重点考虑其对桩基承载力的影响。溶洞和陡坡降低桩体极限承载力的方式主要表现为降低桩体侧摩效应,桩体承载形式由摩擦桩转变成端承桩。     

基于时变因素的桥梁可靠度指标计算

在预应力桥梁服役过程中,桥梁构件的抗力水平可能降低,同时在运营过程中,桥梁的交通量有可能发生增长,考虑这些时变因素的桥梁可靠度是值得关心的问题。本文总结归纳了三种典型的抗力退化模式,以某地交通量观测结果为依据,拟合了其增长函数;建立抗力衰减和荷载增长的时变模型;接着,本文以某现役预应力混凝土桥梁构件为背景,利用蒙特卡罗法模拟计算了考虑时变因素的可靠度指标,讨论了其安全使用年限。     

体外预应力技术在连续钢箱梁桥中的应用

以上海市某连续钢箱梁桥为依托,分析了体外预应力技术在连续刚箱梁桥中的作用,介绍了为确保锚固和传力构件强度和稳定所采用的钢锚箱和转换器构造;同时采用Midas/Civil建立有限元模型,分析了体外预应力技术在降低支点负弯矩区段钢箱梁上缘应力的作用。所得结论可为大跨径钢桥设计提供参考。     

预应力混凝土箱梁结构日照温差应力分析

预应力混凝土桥梁受太阳辐射,结构表面至一定厚度范围内将产生温度差,与此同时,梁体自身对其内部纤维形成约束,从而出现温度应力。运用ANSYS软件建立了连续刚构桥主梁实体单元模型,重点考虑温度梯度影响,通过对比分析不同形状梁截面对温度应力的反应,得出腹板与顶板间加腋对腹板因温度梯度引起的拉应力影响甚微。提出腹板温度应力对预应力混凝土桥梁结构的设计过程影响甚重,须加以考虑,可供同型桥梁设计参考。