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黄土-古土壤地层深竖井受力变形特征研究

铁道工程学报 2024年第3期41卷 1-6,16页

作者：罗章波亢佳伟李仑邓国华中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600 西安理工大学西安710048 西安黄土地下工程技术咨询有限公司西安710054

研究目的:为准确认识黄土-古土壤地层条件下的深竖井受力变形特征,以53.5 m深圆形竖井工程为依托,开展竖井侧向土压力、变形、结构内力及周边地层的竖直和水平向变形的系统监测。研究结论:(1)黄土-古土壤地层深竖井开挖过程中,井壁结构... 详细信息

研究目的:为准确认识黄土-古土壤地层条件下的深竖井受力变形特征,以53.5 m深圆形竖井工程为依托,开展竖井侧向土压力、变形、结构内力及周边地层的竖直和水平向变形的系统监测。研究结论:(1)黄土-古土壤地层深竖井开挖过程中,井壁结构整体变形较小,水平变形“先挤出后收敛”,竖向变形“先下沉后隆起”,竖井开挖至设计深度后,15~30 d进入结构受力变形稳定阶段;(2)竖井井壁收敛变形、侧向土压力和结构内力在深度方向上存在拐点,出现在0.5~0.7倍竖井设计深度处,其受力变形指标和土层性质存在良好的对应关系,在古土壤范围内,井壁变形量和土压力明显减小,约为邻近深度处黄土层的40%~50%,古土壤的存在,限制了竖井变形和土压力的发展;(3)黄土-古土壤地层深竖井井壁结构侧向土压力与静止土压力和主动土压力有显著差异,在0~12 m深度范围内,侧向土压力接近静止土压力;12~28 m范围内,侧向土压力接近主动土压力;28~48 m范围内,侧向土压力均小于主动土压力,为其35%~65%;(4)本研究成果可为相近地层条件下深竖井的土压力计算和支护结构设计提供参考依据。

关键词：深竖井黄土-古土壤结构剖面现场原位监测受力变形特征

低温环境下栓钉环焊缝焊接残余应力场数值模拟

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吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 198-208页

作者：卫星高亚杰康志锐刘宇辰赵骏铭肖林西南交通大学土木工程学院成都610031

为了研究低温环境对栓钉焊接残余应力分布规律的影响,通过ABAQUS建立栓钉模型进行数值模拟,考虑了5个不同的温度进行有限元热-固耦合分析。结果表明:Mises应力、径向残余应力最大值均位于焊缝附近10 mm处,随着距离的增加迅速衰减;环向... 详细信息

为了研究低温环境对栓钉焊接残余应力分布规律的影响,通过ABAQUS建立栓钉模型进行数值模拟,考虑了5个不同的温度进行有限元热-固耦合分析。结果表明:Mises应力、径向残余应力最大值均位于焊缝附近10 mm处,随着距离的增加迅速衰减;环向残余应力在焊缝附近为残余拉应力,远离焊缝处为残余压应力,最大值位于焊缝中心;低温会提高焊接残余应力,Mises应力集中表现在焊缝中心,环向残余应力集中表现在焊缝附近,径向残余应力在焊缝中心及焊缝附近均有所增加。低温对提高焊接残余拉应力影响明显,对残余压应力影响不大。

关键词：桥梁工程栓钉低温温度场残余应力数值模拟

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沪渝蓉高铁钟祥汉江特大桥主桥桥型方案研究

铁道标准设计 2024年

作者：王存国唐代伟王明亮王新国中铁第四勘察设计院集团有限公司

沪渝蓉高铁钟祥汉江特大桥是沪渝蓉高铁武汉至宜昌段的控制性工程，根据通航及防洪等限制条件，并结合该桥需满足时速350km无砟轨道技术标准，提出(60+78+270+78+60)m预应力混凝土梁斜拉桥及(142+270+142)m部分斜拉桥两种桥型方案，从... 详细信息

沪渝蓉高铁钟祥汉江特大桥是沪渝蓉高铁武汉至宜昌段的控制性工程，根据通航及防洪等限制条件，并结合该桥需满足时速350km无砟轨道技术标准，提出(60+78+270+78+60)m预应力混凝土梁斜拉桥及(142+270+142)m部分斜拉桥两种桥型方案，从结构受力、工程规模、施工难度及经济性等方面对上述桥型方案比选分析，并深入分析了主梁工后徐变的影响因素。主要结论及创新点如下：（1）两种桥型方案均能满足设计要求，但预应力混凝土梁斜拉桥方案降低了线路高程14m，减小了工程整体规模，节省投资约2500万，且工期及景观效果均优于部分斜拉桥方案，综合优势明显，推荐预应力混凝土梁斜拉桥方案作为本工程实施方案；（2）预应力混凝土梁斜拉桥主梁工后徐变受成桥状态、索塔刚度、索塔高度、主梁截面材质及无砟轨道铺设前静置期等因素影响较大，桥梁结构设计中统筹考虑工后徐变变形影响因素，主梁工后徐变变形值控制在25mm以内。大跨度混凝土桥梁桥型设计及徐变变形控制技术相关成果可为类似工程提供参考借鉴。

关键词：高速铁路桥型方案混凝土梁斜拉桥部分斜拉桥综合比选徐变变形

基于多缝协同体系的大跨度桥梁与轨道相互作用研究

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中国铁路 2024年第9期 1-7页

作者：李秋义张泽张世杰林超饶少臣中铁第四勘察设计院集团有限公司线路站场设计研究院湖北武汉 430063 铁路轨道安全服役湖北省重点实验室湖北武汉 430063 中铁第四勘察设计院集团有限公司线路站场设计研究院湖北武汉 430063

钢轨伸缩调节器结构复杂、养护工作量大、运维成本高,大跨度桥梁铺设无缝线路的关键技术难题是如何尽量少设或不设钢轨伸缩调节器.提出一种取消大跨度桥梁钢轨伸缩调节器、将梁端伸缩位移均匀分散到邻近简支梁的多缝协同设计理念,建立... 详细信息

钢轨伸缩调节器结构复杂、养护工作量大、运维成本高,大跨度桥梁铺设无缝线路的关键技术难题是如何尽量少设或不设钢轨伸缩调节器.提出一种取消大跨度桥梁钢轨伸缩调节器、将梁端伸缩位移均匀分散到邻近简支梁的多缝协同设计理念,建立基于多缝协同体系的大跨度桥梁参数化梁轨相互作用计算模型,研究不同温度区域、不同扣件类型、不同简支梁跨数、不同桥梁墩台刚度及不同轨道类型的多缝协同体系钢轨受力和变形规律.研究结论为:以无砟桥梁300m温度跨度为例,传统体系计算的钢轨伸缩力为692 kN,采用5跨多缝协同简支梁后,钢轨伸缩力可减小为469 kN,减小幅度达40％以上.随着多缝协同简支梁跨数的增加,钢轨伸缩力不断减小,制动力则大幅增加,多缝协同简支梁相邻的第1孔简支梁墩刚度从350 kN/cm增加到2 100 kN/cm时,钢轨制动力可减小约30％.对于不同温度跨度无砟轨道及有砟轨道大跨度桥梁,均对应最优的多缝协同简支梁跨数及跨度.多缝协同体系的合理配置为:简支梁跨度30～40 m、跨数3跨或4跨,且与之相邻的第1跨传统简支梁墩刚度尽可能大.多缝协同受力体系适应的无砟轨道桥梁最大温度跨度为350 m,有砟轨道桥梁温度跨度为500 m.

关键词：无缝线路钢轨伸缩调节器多缝协同大跨度桥梁梁轨相互作用

来源：博看期刊

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铁路高低塔混合梁斜拉桥约束体系设计

世界桥梁 2024年第1期52卷 25-31页

作者：李方柯中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600

汉巴南铁路嘉陵江大桥主桥采用(45+55+58+335+58+49)m高低塔混合梁斜拉桥,以降低结构内力和位移响应、优化行车条件及轨道结构使用性能为目标,对大桥的约束体系进行设计。选取3种纵向约束、5种横向约束体系方案,建立有限元模型分析各方... 详细信息

汉巴南铁路嘉陵江大桥主桥采用(45+55+58+335+58+49)m高低塔混合梁斜拉桥,以降低结构内力和位移响应、优化行车条件及轨道结构使用性能为目标,对大桥的约束体系进行设计。选取3种纵向约束、5种横向约束体系方案,建立有限元模型分析各方案静力及地震作用下的结构响应,得到纵向采用阻尼约束或支座位移约束的半飘浮体系时结构静力响应差异较小,采用阻尼约束时的地震响应较小,横向采用阻尼约束或挡块限位约束均能实现较好的耗能限位效果,采用阻尼约束时的减震效率不高。根据各方案地震响应结果,结合行车条件及轨道结构的性能需求,该桥纵向采用组合式约束体系,运营及设计地震作用下为带支座纵向位移约束的半飘浮体系,罕遇地震作用下为带纵向阻尼约束的半飘浮体系;横向采用固定支座+限位挡块的方案;根据约束方案确定了约束布置和相关技术参数,实现了铁路桥梁的性能目标。

关键词：高速铁路桥斜拉桥高低塔混合梁约束体系桥梁设计

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含有机质土-金属界面黏附特性与机制研究

岩土工程学报 2024年第3期46卷 605-615页

作者：朱俊宇裴利华桂跃昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500 中铁四院集团西南勘察设计有限公司云南昆明650504

土中有机质的存在对土-金属界面黏附有显著影响,但其影响规律及机制尚缺乏系统研究。通过在蒙脱石、伊利石和高岭土中添加泥炭,配置了不同矿质、有机质含量的黏性土样。利用MC-100型拉力试验机测试了不同含水率土-金属界面黏附力。试验... 详细信息

土中有机质的存在对土-金属界面黏附有显著影响,但其影响规律及机制尚缺乏系统研究。通过在蒙脱石、伊利石和高岭土中添加泥炭,配置了不同矿质、有机质含量的黏性土样。利用MC-100型拉力试验机测试了不同含水率土-金属界面黏附力。试验结果表明:在塑限至液限含水率范围内,黏附力F与含水率w的关系曲线为典型的“钟型”;有机质含量wu增大会导致F-w曲线由高陡变扁平;土样峰值黏附力Fmax随有机质含量wu变化可分为3个阶段:波动或缓慢下降(上升)阶段、急剧下降阶段和趋于稳定阶段。利用傅积平法测试了3种黏土矿物对有机质的饱和吸附量,从而明确了有机质在土中赋存形态随有机质含量变化的过程。机理分析表明:除了有机质含量外,有机质在土中的赋存形态对土样宏观黏附力也有显著影响。最后对分布于昆明地铁5号线沿线的天然泥炭土-金属界面黏附力进行了测试,得出其黏附力较小、黏附风险较小的结论,盾构机穿越泥炭土层没出现严重黏附刀盘或堵塞现象验证了该结论。

关键词：黏附力黏土矿物拉力试验稠度指数有机质含量

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新型装配式混凝土挡土墙受力变形试验研究

人民长江 2024年

作者：李巍张逸博姚洪锡中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉大学土木建筑工程学院

为了推广装配式挡土墙在边坡支挡中的应用，设计出一种新型装配式混凝土挡土墙，对其受力变形及土压力进行研究。挡土墙由实心混凝土预制块拼装而成，预制块间采用榫槽及水泥砂浆粘结进行连接；挡墙A预制块留预制孔，并在拼装完成后整... 详细信息

为了推广装配式挡土墙在边坡支挡中的应用，设计出一种新型装配式混凝土挡土墙，对其受力变形及土压力进行研究。挡土墙由实心混凝土预制块拼装而成，预制块间采用榫槽及水泥砂浆粘结进行连接；挡墙A预制块留预制孔，并在拼装完成后整体插筋灌浆，挡墙B预制块不留预制孔。开展装配式混凝土挡土墙现场试验，研究挡墙的整体变形和上下预制块连接处的局部变形，验证榫槽结构和水泥砂浆粘结的可靠性；揭示挡墙的位移模式和土压力分布规律，并通过修正库仑主动土压力得到了该装配式挡土墙的主动土压力和变形土压力计算公式。其主要结论如下：榫槽结构和水泥砂浆粘结的连接形式较为可靠，挡墙A预制块间未产生相对转动，挡墙B预制块间仅在最大超载作用下产生轻微的相对转动，上层预制块绕下层向外转动；预制孔中插筋灌浆能增强预制块间的整体性并提升墙身刚度。挡墙在超载作用下整体绕基底中心转动，当超载为45kPa、墙顶位移为0.23%H（H为墙高）时墙后填土达到主动极限状态，土压力呈非线性分布；本文主动土压力计算公式可用于计算超载小于45kPa时的主动土压力，并给出了挡土墙变形土压力与位移之间的关系曲线。该装配式混凝土挡土墙承载性能良好，可以进行推广应用，研究成果可为该新型装配式挡土墙的设计计算及推广应用提供依据。

关键词：装配式挡土墙混凝土预制块现场试验受力变形位移模式土压力

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大直径盾构隧道穿越高速铁路桥梁关键技术

铁道建筑 2024年第8期64卷 95-99页

作者：卢裕杰王伟刘彦文贾萱中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600

以苏州桐泾路北延工程大直径盾构隧道穿越沪宁高速铁路(上海—南京)桥梁桩基为工程背景,对隔离桩+MJS(Metro Jet System)注浆加固综合地层处置措施进行了数值模拟,并对穿越过程的施工控制措施进行了实践检验。结果表明:综合地层处置措... 详细信息

以苏州桐泾路北延工程大直径盾构隧道穿越沪宁高速铁路(上海—南京)桥梁桩基为工程背景,对隔离桩+MJS(Metro Jet System)注浆加固综合地层处置措施进行了数值模拟,并对穿越过程的施工控制措施进行了实践检验。结果表明:综合地层处置措施能有效控制桥梁墩台的变形,可降低至不采取措施时的6%~10%,并满足不超过2 mm控制值;结合控制盾构掘进参数、同步注入克泥效等施工主动控制措施,盾构左线、右线穿越期间桥梁墩台变形稳定,其各方向实测最大位移均未超过0.5 mm。隔离桩+MJS注浆加固综合地层处置措施有效,可为类似工程提供借鉴。

关键词：盾构隧道高速铁路穿越桥桩地层加固隔离桩 MJS 施工控制数值模拟

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基于Web的铁路工程大场景建模与渲染研究

铁道标准设计 2024年

作者：刘祾頠中铁第四勘察设计院集团有限公司数智化勘察设计系统铁路行业工程研究中心中铁第四勘察设计院集团有限公司数智化事业部

铁路工程通常呈带状分布，采用三维球面大场景可以更好地展示铁路工程项目效果，也是当前铁路工程三维可视化普遍采用的技术手段。但因铁路工程构筑物和设施设备有其自身特点，开发大场景铁路工程三维可视化系统仍存在模型快速构建、与... 详细信息

铁路工程通常呈带状分布，采用三维球面大场景可以更好地展示铁路工程项目效果，也是当前铁路工程三维可视化普遍采用的技术手段。但因铁路工程构筑物和设施设备有其自身特点，开发大场景铁路工程三维可视化系统仍存在模型快速构建、与地理信息场景的融合建模、大场景高效渲染等技术难点。针对上述难点，通过对相关技术的深入研究，提出基于Web的铁路工程大场景三维系统整体技术路线，研发铁路工程建模引擎，并对大场景渲染流程和机制进行深度优化。首先，提出“数据上云，后端计算，前端渲染”的整体技术路线，即所有数据在云服务器集中存储，利用后端服务器进行建模计算，在前端Web网页上对模型进行渲染呈现，此技术路线既有利于数据安全，也有利于计算及网络的负载匀衡，可以极大地提升系统用户体验。其次，自主研发铁路工程建模引擎，该引擎针对铁路工程构筑物及设施设备的特点，采用放样建模及模型库相结合的方法，能够快速建立铁路工程三维模型，提出基于牛顿迭代的预测迭代方法，实现铁路工程模型与地形的高效融合建模。最后，提出一种动态加载技术，通过对大场景渲染流程与机制的深度优化，实现在不损失可视化效果的前提下进行海量模型的即时渲染，有效解决了大场景浏览过程中的卡顿、操作延迟现象。基于上述方法开发了铁路工程综合选线系统，通过项目应用验证了方法的可行性和有效性。

关键词：铁路工程 Web 三维建模大场景渲染融合建模