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高速铁路槽形梁静动力性能试验研究

铁道工程学报 2022年第1期39卷 39-46页

作者：李学斌孟鑫周文武梁新华马西章马林中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 中铁二局集团新运工程有限公司成都610031 雄安高速铁路有限公司雄安新区071700

研究目的:为有效利用槽形梁的主梁参与挡风作用,在兰新高铁新疆百里风区段大量使用了预制简支槽形梁结构。本文通过弯曲静载试验、底板横向静载试验、动车组行车试验,对槽形梁的抗弯刚度、抗裂性、底板下缘横向拉应变、自振频率、动力... 详细信息

研究目的:为有效利用槽形梁的主梁参与挡风作用,在兰新高铁新疆百里风区段大量使用了预制简支槽形梁结构。本文通过弯曲静载试验、底板横向静载试验、动车组行车试验,对槽形梁的抗弯刚度、抗裂性、底板下缘横向拉应变、自振频率、动力系数、动力增量、梁端转角、振幅、振动加速度等指标进行分析,验证槽形梁结构的静动力性能,为后续的设计优化提供依据。研究结论:(1)槽形梁弯曲静载试验要将跨中截面的弯矩和扭矩同步模拟到,可采用两侧腹板加载点荷载纵向相同、横向不同的方法;(2)槽形梁截面或者荷载不对称时,可将两侧腹板挠度换算至截面形心处而得到结构纯弯曲产生的竖向变形;(3)槽形梁设计抗弯刚度和静活载挠跨比是两个不同的值;(4)槽形梁实际抗弯刚度大于设计刚度,抗裂性能满足规范要求,底板在竖向荷载作用下受力是安全的;(5)槽形梁动力性能满足动车组以250km/h及以下速度运行时相关验收标准的要求;(6)本研究成果可为槽形梁的设计优化和相关试验研究提供参考。

关键词：槽形梁静载试验动载试验抗弯刚度扭转效应动力性能

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公铁两用双层钢-混组合梁设计关键技术

桥梁建设 2020年第S02期50卷 88-93页

作者：龚俊张燕飞中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056

为选择合理的公铁两用双层钢-混组合梁桥面结构形式,以沪苏通长江公铁大桥跨径112 m简支钢桁梁结构为工程背景,采用有限元软件建立计算模型,对下层桥面槽形梁结构形式和内力计算方法,以及桁梁的“共同作用”施工措施进行研究。结果表明... 详细信息

为选择合理的公铁两用双层钢-混组合梁桥面结构形式,以沪苏通长江公铁大桥跨径112 m简支钢桁梁结构为工程背景,采用有限元软件建立计算模型,对下层桥面槽形梁结构形式和内力计算方法,以及桁梁的“共同作用”施工措施进行研究。结果表明:下层桥面槽形梁采用钢筋混凝土结构能够满足结构受力要求;考虑混凝土开裂影响,下层槽形梁所受拉力仅为线性计算结果的50%左右,槽形梁的开裂对钢桁梁上弦杆影响较小,使下弦杆拉力增大约20%;可按混凝土弹性模量分别折减80%和25%的计算值作为槽形梁和钢桁梁的受力设计值;通过临时连接相邻孔跨,顶(落)不同支点高程的施工方式,可一定程度上消除上层横梁面外附加弯曲应力以及下层混凝土槽形梁的附加轴向拉力的影响。

关键词：公路铁路两用桥桁架桥钢-混组合梁双层槽形梁力学性能开裂

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槽形梁斜拉桥塔梁固结区受力分析及构造细节

桥梁建设 2013年第4期43卷 61-67页

作者：戴公连粟淼闫斌刘文硕中南大学土木工程学院湖南长沙410075

某槽形梁斜拉桥塔梁固结区采用预应力混凝土结构,槽形主梁在两侧与塔柱固结、主梁下设横梁与桥塔形成横向框架体系。为研究该槽形梁斜拉桥塔梁固结区的受力特性并验证结构安全性,采用有限元软件ANSYS建立塔梁固结区空间模型,验证模型正... 详细信息

某槽形梁斜拉桥塔梁固结区采用预应力混凝土结构,槽形主梁在两侧与塔柱固结、主梁下设横梁与桥塔形成横向框架体系。为研究该槽形梁斜拉桥塔梁固结区的受力特性并验证结构安全性,采用有限元软件ANSYS建立塔梁固结区空间模型,验证模型正确性后分析固结区结构的应力分布情况,并探讨了槽形梁底板上缘与塔柱交接角、槽形梁过人洞与塔柱人洞交接角以及塔柱过人洞折角等构造细节对固结区应力的影响。结果表明:塔梁固结区整体应力满足使用要求,但存在局部应力集中现象。最大主压应力、最大主拉应力分别出现在槽形梁底板上缘与塔柱交接角处及槽形梁过人洞与下塔柱人洞交接角处。构造细节改进后,塔梁固结区应力集中程度明显降低。

关键词：斜拉桥塔梁固结受力分析应力槽形梁有限元法

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铁路槽形梁尼尔森体系刚性吊杆拱桥设计研究

铁道工程学报 2021年第2期38卷 63-67,91页

作者：左家强中国铁路设计集团有限公司天津300308

研究目的:秦皇岛市旅游铁路上跨和平大街采用56 m双线槽形梁尼尔森体系刚性吊杆拱桥,桥面板横向跨度达到12.7 m,且受建筑高度限制,其厚度只有0.65 m。考虑城市景观要求,拱肋采用1/7坦拱,无法设置横撑。设计中采用空间梁格模型、平面杆... 详细信息

研究目的:秦皇岛市旅游铁路上跨和平大街采用56 m双线槽形梁尼尔森体系刚性吊杆拱桥,桥面板横向跨度达到12.7 m,且受建筑高度限制,其厚度只有0.65 m。考虑城市景观要求,拱肋采用1/7坦拱,无法设置横撑。设计中采用空间梁格模型、平面杆系模型、空间实体元模型进行计算,对结构受力进行深入研究分析,以确保结构安全。研究结论:(1)采用空间梁格模型可充分考虑桥面板纵向剪力滞效应;(2)桥面板采用平面杆系模型横向分析可满足计算精度要求;(3)桥面板横向作为钢筋混凝土构件进行设计,横向预应力按外荷载考虑,可有效降低桥面板高度;(4)采用刚性吊杆可有效提高拱肋稳定性,对于不设置风撑的拱肋,是优先的选择;(5)合理的吊杆间距使刚性吊杆大部分工况处于受拉状态,提高拱肋稳定性的同时也可避免吊杆构造受本身稳定性控制;(6)本研究成果对今后类似桥梁的设计具有一定的借鉴意义。

关键词：铁路槽形梁尼尔森体系刚性吊杆拱桥

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槽形梁上不同轨道结构的降噪效果研究

噪声与振动控制 2021年第5期41卷 225-229,240页

作者：杨力石广田杜淼李培轩宋杲兰州交通大学机电工程学院兰州730070

城市轨道交通桥梁结构噪声问题已受到高度关注。在桥梁减振降噪方面,目前主要采用减振轨道来控制振动能量的传递,以降低桥梁的结构噪声实现降噪的目的。减振措施的设计可针对扣件、轨枕和道床部位,均能实现减振的目的,但目前并没有关于... 详细信息

城市轨道交通桥梁结构噪声问题已受到高度关注。在桥梁减振降噪方面,目前主要采用减振轨道来控制振动能量的传递,以降低桥梁的结构噪声实现降噪的目的。减振措施的设计可针对扣件、轨枕和道床部位,均能实现减振的目的,但目前并没有关于在不同部位采用减振措施时对桥梁结构噪声的影响研究。采用列车-轨道-桥梁相互作用理论和有限元-边界元方法,分析铺设采用高弹性扣件的减振轨道、普通整体道床以及橡胶浮置板减振轨道时槽形梁的声辐射特性,对比研究3种减振降噪措施的降噪效果。研究结果表明在轨道结构不同部位采用减振措施,均能在一定程度上降低槽形梁的结构噪声,但采用橡胶浮置板减振轨道的降噪效果更优。

关键词：声学城市轨道交通槽形梁声辐射特性轨道结构整体道床橡胶浮置板减振轨道

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横向偏位对截面不对称槽形PC梁受力的影响

西南交通大学学报 2019年第6期54卷 1155-1161页

作者：朱利明唐俊邢世玲南京工业大学交通运输工程学院

为了研究梁体横向偏位对截面不对称PC (prestressed concrete)开口薄壁梁顶推施工的影响,并提出合理纠偏阈值,以世界首例顶推施工的不对称截面槽形梁--天津第二大街跨津山铁路立交工程为背景,利用有限元软件ANSYS建立实桥模型,研究槽形... 详细信息

为了研究梁体横向偏位对截面不对称PC (prestressed concrete)开口薄壁梁顶推施工的影响,并提出合理纠偏阈值,以世界首例顶推施工的不对称截面槽形梁--天津第二大街跨津山铁路立交工程为背景,利用有限元软件ANSYS建立实桥模型,研究槽形梁在最不利状态下未发生横向偏位时受力状态,在此基础上以满足安全落梁的横向偏位距离为最大偏位距离,分析不同横向偏位方式对梁体受力的影响.研究结果表明:槽形梁在未发生偏位时横截面受力不均衡,而平动向右偏位方式加剧受力的不均衡;梁体以最不利偏位方式偏移96 mm后,槽型梁整体内力变化值较小,且下一步顶推后可以安全落梁.因此,认为顶推施工中,横向偏位纠偏阈值可适当放宽至96 mm.

关键词：槽形梁不对称截面顶推横向偏位阈值

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槽形梁施工过程的力学特性分析

公路 2018年第2期63卷 127-132页

作者：张文格陈锋刘占雷李东原毛瑞敏中铁七局集团郑州工程有限公司郑州市450052 中铁七局集团有限公司郑州市450016 郑州大学郑州市450001

以城市铁路高架桥轻轨槽形梁为研究对象,采用精细化有限元方法研究架设及存梁过程中槽形梁的力学特性。结果表明：槽形梁在架设过程中竖向变形较大,横向变形较小,支腿截面剪应力最大为2.20 MPa,槽形梁整体架设过程满足安全性要求;存梁... 详细信息

以城市铁路高架桥轻轨槽形梁为研究对象,采用精细化有限元方法研究架设及存梁过程中槽形梁的力学特性。结果表明：槽形梁在架设过程中竖向变形较大,横向变形较小,支腿截面剪应力最大为2.20 MPa,槽形梁整体架设过程满足安全性要求;存梁台位不等高对槽形梁变形及纵向应力影响较小,但对横向应力影响较大,建议将初始高差控制在2mm以内,并在墩顶设置保护措施以使梁体均匀受力。研究内容可为槽形轨道交通梁架设及存梁养护过程的安全性提供技术依据。

关键词：槽形梁架设过程存梁过程力学特性有限元分析

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基于响应面法的槽形梁结构噪声优化研究

振动与冲击 2018年第20期37卷 56-60,80页

作者：刘林芽秦佳良雷晓燕刘全民宋瑞华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心南昌330013 南昌工程学院土木与建筑工程系南昌330029

轨道交通槽形梁结构在列车动载作用下会辐射低频噪声,这种低频噪声对人体健康危害很大。以轨道交通30 m简支槽形梁为研究对象,基于车桥耦合分析模型,利用有限元法和边界元法计算槽形梁结构辐射声功率。将响应面法与辐射声功率计算相结合... 详细信息

轨道交通槽形梁结构在列车动载作用下会辐射低频噪声,这种低频噪声对人体健康危害很大。以轨道交通30 m简支槽形梁为研究对象,基于车桥耦合分析模型,利用有限元法和边界元法计算槽形梁结构辐射声功率。将响应面法与辐射声功率计算相结合,建立了以槽形梁辐射结构噪声在分析频率范围内的总声功率级为目标及以槽形梁质量为约束的声学优化模型,再利用序列二次规划法进行求解,最终找出了槽形梁结构声学最优的截面尺寸。优化后槽形梁底板厚度为0. 34 m,腹板厚度为0. 22 m。计算结果表明,利用响应面法可以有效的对槽形梁进行声学优化,而且优化后的降噪效果还是比较显著的。

关键词：槽形梁有限元法边界元法结构噪声响应面法声学优化

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基于声传递向量法的槽形梁结构低频噪声研究

振动与冲击 2018年第19期37卷 132-138,152页

作者：刘林芽秦佳良雷晓燕刘全民宋瑞曾峰华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心南昌330013

轨道交通槽形梁结构在列车动载作用下会辐射低频噪声,这种低频噪声对人体健康危害很大。以轨道交通30 m的简支槽形梁为研究对象,基于车辆-轨道耦合动力学模型,利用有限元法计算了列车荷载作用下槽形梁的振动响应,再利用声传递向量法分... 详细信息

轨道交通槽形梁结构在列车动载作用下会辐射低频噪声,这种低频噪声对人体健康危害很大。以轨道交通30 m的简支槽形梁为研究对象,基于车辆-轨道耦合动力学模型,利用有限元法计算了列车荷载作用下槽形梁的振动响应,再利用声传递向量法分析了槽形梁结构辐射噪声及其特性,最后对槽形梁结构各板件的噪声辐射贡献进行了研究。分析结果表明:轨道交通槽形梁底板的垂向振动速度振级和腹板的横向振动速度振级的峰值频率均为63 Hz,且底板的垂向振动响应是最大的。槽形梁结构噪声的线性声压级的峰值频率在63 Hz附近,且当频率为63 Hz时,槽形梁结构噪声的辐射范围最广,衰减得最慢。槽形梁结构噪声辐射的主要区域在梁体的正上方和梁体的正下方,且梁体正上方的结构噪声要大于正下方。槽形梁底板对结构噪声的贡献量是最大的,其次是腹板,翼缘板对槽形梁结构噪声的影响很小。

关键词：槽形梁有限元声传递向量结构噪声面板贡献量