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。     

铁路新活载双孔重载加载方法探讨

铁路活载是铁路桥梁设计的重要荷载,为解决新活载双孔重载加载点计算问题,准确快速求解桥墩双孔重载值,对现有双孔重载加载点判据的科学性进行探讨及理论分析.基于统一的参数化新活载图式,对可能出现的不同梁跨组合划分为5种工况,利用极值求导法,对5种工况分别推导出加载点及双孔重载计算表达式,并利用高铁桥梁常用的3种跨度组合进行测...     

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.     

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%。     

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。     

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.     

丹大铁路两连续梁相接处桥墩设计分析

详细论述了铁路两连续梁相接处桥墩的总体设计思路,给出了设计流程,并以丹大铁路一处实际工点为例,展示了从拟定桥墩外形、结构尺寸到计算所受的主力、附加力、地震荷载和其他特殊荷载的计算方法.地震荷载需要结合实际工点的地质条件和地震带区域划分,以Midas建模求解.计算桥墩截面内力时,需要分析桥墩在施工及运营阶段可能受到的各种荷载组合,取最不利工况进行配筋.铁路桥墩的设计,均可以上述流程和思路作参考.     

铁路框构顶进工程接触网支架改移方案设计

某框构顶进工程中,由于框构结构较宽,需要改移接触网支柱,但常规设计的接触网尺寸无法满足工程需要。结合接触网的技术特点和钢梁的受力特点,设计了一个跨度达到76 m的钢梁,并对该钢梁的强度、挠度和稳定性进行了分析,计算表明该设计是可行。     

基于计算机仿真计算的铁路接触网钢梁分析与设计

常规的接触网支架跨度在铁路多股道区框构顶进工程中已不能满足工程需要,需要设计超大跨度的钢梁.本文以计算机有限元仿真技术为基础,基于仿真计算结果,结合理论推导,实现了超常规铁路接触网钢梁的分析与设计.该方法能显著缩短设计周期,提高铁路接触网特殊钢梁的计算准确度,对今后遇到的类似接触网特殊钢梁设计有着重要的指导意义.     

铁路实体墩墩顶温差位移及规范适应性研究

温差引起的墩顶位移是设计中一项重要指标,为填补现行2017年版桥规墩顶温差位移无可用计算公式的空缺,以满足规范提出的验算墩顶位移必须考虑0.5倍温差的要求,基于力学平衡和几何关系,通过严密的理论推导,得到了实体桥墩在线性和非线性温差温度场作用下各自的墩顶位移计算公式.通过位移等效得到等效线性温度可取5℃,并将等效线性温...