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大跨度铁路钢桁梁斜拉桥竖向刚度评估方法研究

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桥梁建设 2022年第3期52卷 24-29页

作者：郑晓龙徐昕宇高芒芒杨国静周川江中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031 中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081

为评估超出铁路桥涵设计规范中规定跨度的桥梁的竖向刚度合理性,提出基于弦测法幅值与车体加速度关系和车-桥耦合振动分析的大跨度桥梁竖向刚度快速评估方法。首先基于弦测法确定控制弦长,分析设计车速下弦测法幅值与车体加速度关系,根... 详细信息

为评估超出铁路桥涵设计规范中规定跨度的桥梁的竖向刚度合理性,提出基于弦测法幅值与车体加速度关系和车-桥耦合振动分析的大跨度桥梁竖向刚度快速评估方法。首先基于弦测法确定控制弦长,分析设计车速下弦测法幅值与车体加速度关系,根据车体加速度限值相关规定确定弦测法幅值限值;再采用车-桥耦合振动分析得出列车通过大桥的车体响应并反算得到对应弦测法幅值,叠加各因素引起的桥面变形的弦测法幅值后与弦测法幅值限值对比,对桥梁竖向刚度进行评估。采用该评估方法对某时速200 km的(36+96+228+96+36)m大跨度铁路钢桁梁斜拉桥竖向刚度进行评估,结果表明:控制弦长为30 m时可较好反映时速200 km的铁路桥梁竖向变形与车体竖向加速度的对应关系;此条件下考虑升、降温引起的附加不平顺后,双线客车作用下弦测法幅值为7.6086 mm,满足日常保养标准;一线客车一线货车作用下,弦测法幅值为14.7426 mm,略高于计划维修标准但满足临时补修标准。

关键词：铁路桥大跨度桥梁弦测法车体加速度车-桥耦合振动竖向刚度轨道不平顺评估方法

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橡胶隔振支座竖向刚度理论与试验研究

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2023年第1期55卷 36-40页

作者：魏陆顺黄浩鸣莊初立谷前进梁欢文佛山科学技术学院交通与土木建筑学院广东佛山528000 云南震安减震科技股份有限公司云南昆明650211

与普通橡胶隔震支座不同,橡胶隔振支座单层橡胶较厚,竖向刚度随竖向面压增加而增大.橡胶隔振支座侧向变形采用矩形模拟,推导了侧向变形计算公式,并与试验作了对比,与试验结果接近.采用经典弹性力学理论,推导了1竖向刚度计算公式,得出了... 详细信息

与普通橡胶隔震支座不同,橡胶隔振支座单层橡胶较厚,竖向刚度随竖向面压增加而增大.橡胶隔振支座侧向变形采用矩形模拟,推导了侧向变形计算公式,并与试验作了对比,与试验结果接近.采用经典弹性力学理论,推导了1竖向刚度计算公式,得出了竖向刚度与竖向变形关系,并对橡胶隔振进行了竖向刚度试验验证.最后对橡胶隔振支座的疲劳性能进行了试验研究,结果表明,橡胶隔振支座具有良好的疲劳性能.

关键词：橡胶隔振支座竖向刚度侧向变形疲劳性能

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BP神经网络预测橡胶隔震支座竖向刚度

建筑科学与工程学报 2023年第6期40卷 83-90页

作者：陈凌阳崔郎郎陈永辉王宇航柯珂湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 中信重工机械股份有限公司河南洛阳471039 重庆大学土木工程学院重庆400045

针对目前橡胶隔震支座竖向刚度理论公式不能准确计算竖向刚度的问题,建立了经试验验证的精细化ABAQUS有限元模型;在此基础上,选取常用几何尺寸(内、外径)、单层橡胶厚度、橡胶层数构造参数矩阵,基于大量有限元分析数据得出了橡胶隔震支... 详细信息

针对目前橡胶隔震支座竖向刚度理论公式不能准确计算竖向刚度的问题,建立了经试验验证的精细化ABAQUS有限元模型;在此基础上,选取常用几何尺寸(内、外径)、单层橡胶厚度、橡胶层数构造参数矩阵,基于大量有限元分析数据得出了橡胶隔震支座竖向刚度的BP神经网络预测模型;最后,基于有限元分析结果对BP神经网络模型、中国橡胶隔震支座规范和文献提出的竖向刚度计算公式进行了评估。结果表明:建立的基于内径、外径、单层橡胶厚度和橡胶层数的橡胶隔震支座竖向刚度BP神经网络预测模型精度较高;BP神经网络预测结果与试验结果的相关系数趋近于1,基于BP神经网络对橡胶隔震支座竖向刚度进行计算和预估完全可行;BP神经网络模型相对于传统拟合方法能更好解决多变量线性耦合关系。

关键词：橡胶隔震支座竖向刚度参数化建模 BP神经网络

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考虑激励随机的高速铁路桥梁竖向刚度研究

考虑激励随机的高速铁路桥梁竖向刚度研究

作者：陈绪黎西南交通大学

学位级别：硕士

竖向刚度对保证高速铁路桥上行车安全性和乘坐舒适性具有重要意义,随着客运轮轨交通系统设计车速的不断提升,车-桥耦合振动响应愈加明显,竖向刚度不足可能引发桥面坡度超限、乘坐不适甚至列车脱轨等问题。考虑到《铁路桥涵设计规范》未... 详细信息

竖向刚度对保证高速铁路桥上行车安全性和乘坐舒适性具有重要意义,随着客运轮轨交通系统设计车速的不断提升,车-桥耦合振动响应愈加明显,竖向刚度不足可能引发桥面坡度超限、乘坐不适甚至列车脱轨等问题。考虑到《铁路桥涵设计规范》未规定车速350km/h以上的刚度限值标准,轨道随机不平顺使车辆动力响应变异系数较大,行车性能与桥梁变形的量化关系不足等情况。本文采用数值仿真手段,基于ARMAX代理模型考虑随机激励的影响,以舒适性超越概率处的车体竖向加速度评价竖向刚度,提出铁路桥梁竖向刚度统计分析方法,并分析不同车辆、桥梁因素对竖向刚度的影响,给出时速400公里级高速铁路桥梁的竖向刚度限值建议值。主要研究内容如下:(1)针对车-桥垂向耦合系统,采用ARMAX(Auto Regression and Moving Average with e Xogenous)代理模型代替车-桥耦合振动方程以预测车辆竖向加速度,对代理模型进行MCS(Monte-Carlo simulation)计算,并与车-桥耦合振动系统的直接MCS计算进行对比,验证了代理模型的准确性和计算效率。结果表明,代理模型较直接MCS计算的单次、总体计算效率高出约3个数量级,误差不超1%,由此说明代理模型用于车-桥系统小失效概率分析时的可行性。(2)以车体竖向加速度1.3m/s为乘坐舒适性限值,采用列车日运行对数、线路检查周期、轨道预防性打磨周期确定舒适性超越概率水平为1/70000,并建立适用于桥梁刚度下降后的ARMAX代理模型,计算舒适性超越概率水平下的车体竖向加速度直至超过限值规定,再对相应刚度的桥梁模型按规范要求加载,获得桥梁竖向刚度限值。经验证,桥梁刚度下降至车体加速度超限,由代理模型MCS计算的车体加速度相较于直接MCS计算,误差不超过5%,可用于计算激励随机性影响下的桥梁竖向挠度限值和梁端转角限值。(3)车辆轴重越小、车速越大、桥梁跨度越大,桥梁竖向刚度限值会变小(限值更严格);设计车速较低的车型较设计车速较高的车型,限值更小(更严格),且随车速增加限值的减小速度更快;桥墩高度和梁端悬出长度对桥梁竖向刚度基本无影响。针对跨度不超过40m的预应力混凝土简支梁桥,采用400km/h高速列车模型建立行车性能与桥梁竖向刚度之间的关系,并考虑激励随机性的影响时,建议竖向挠度限值可按规范挠度限值拟合外推值L/1700进行取值(L为桥梁跨度),梁端转角限值仍然按现行规范规定进行取值。

关键词：高速铁路桥梁竖向刚度车-桥耦合振动 ARMAX 代理模型舒适性指标超越概率

基于运营纵坡控制的大跨铁路和公铁合建桥竖向刚度设计方法

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桥梁建设 2021年第4期51卷 25-30页

作者：王应良陈星宇杨国静中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031

为合理设计大跨铁路和公铁合建桥梁的竖向刚度,提出了一种基于运营纵坡控制的竖向刚度设计方法,该方法以保障列车安全通行、乘客乘坐舒适性为目标,选取最大牵引纵向坡度、最小溜逸纵向坡度、纵向坡度差、曲率半径以及车桥动力响应为控... 详细信息

为合理设计大跨铁路和公铁合建桥梁的竖向刚度,提出了一种基于运营纵坡控制的竖向刚度设计方法,该方法以保障列车安全通行、乘客乘坐舒适性为目标,选取最大牵引纵向坡度、最小溜逸纵向坡度、纵向坡度差、曲率半径以及车桥动力响应为控制指标,对桥梁的竖向刚度进行控制,采用该方法对某公铁合建三塔斜拉桥方案进行竖向刚度设计验证。结果表明:该方法能较好地实现大跨铁路和公铁合建桥梁的竖向刚度设计,在保障结构和行车安全的前提下能够降低工程投资、提高桥梁设计的经济性。算例验证结果显示该方法的各项计算结果均满足各控制指标要求,竖向刚度合理。该方法还可根据运营纵向坡度反推合理的成桥纵向坡度和桥面线形。

关键词：铁路桥公铁合建桥大跨度桥梁竖向刚度运营纵向坡度线形桥梁设计

基于敏感度分析方法的拱状橡胶三向隔震支座竖向刚度研究

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西南科技大学学报 2022年第1期37卷 43-50页

作者：吴时程盛鹰刘彤贾彬王汝恒西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 中国工程物理研究院四川绵阳621900

为了更好地实现博物馆文物储藏柜在地震中的安全防护,设计了一种橡胶减隔震装置——拱状橡胶三向隔震支座。通过竖向压缩试验验证有限元模型有效性,利用正交设计进行多工况有限元模拟计算,研究影响支座竖向压缩刚度的因素,结合影响因素... 详细信息

为了更好地实现博物馆文物储藏柜在地震中的安全防护,设计了一种橡胶减隔震装置——拱状橡胶三向隔震支座。通过竖向压缩试验验证有限元模型有效性,利用正交设计进行多工况有限元模拟计算,研究影响支座竖向压缩刚度的因素,结合影响因素的敏感度分析支座内部圆拱橡胶的镂空尺寸对竖向压缩刚度的影响规律。结果表明:拱状橡胶三向隔震支座具有稳定的压缩性能和良好的竖向承载力;在材料属性和整体尺寸不变的基础上,通过敏感度大小进行分析,将3个影响因素小的尺寸参数进行整合,得到尺寸参数和竖向镂空系数是影响竖向压缩刚度的主要参数,并进行了样本数据拟合,得到了拱状橡胶三向隔震支座竖向压缩刚度的拟合计算公式。

关键词：拱状橡胶三向隔震支座竖向刚度敏感度分析

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隔震橡胶支座竖向刚度试验研究

橡胶科技 2022年第12期20卷 582-585页

作者：彭立群林达文王进刘立峰株洲时代新材料科技股份有限公司湖南株洲412007 国家轨道交通高分子材料及制品质量监督检验中心(湖南) 湖南株洲412007

对隔震橡胶支座竖向刚度试验进行研究,考察不同加载方式和加载次数对竖向刚度测试结果的影响,利用2种标准差分析方法对竖向刚度测试结果的一致性进行评价。结果表明:在连续加载方式下,首次加载时测得的隔震橡胶支座竖向刚度偏小,第2次... 详细信息

对隔震橡胶支座竖向刚度试验进行研究,考察不同加载方式和加载次数对竖向刚度测试结果的影响,利用2种标准差分析方法对竖向刚度测试结果的一致性进行评价。结果表明:在连续加载方式下,首次加载时测得的隔震橡胶支座竖向刚度偏小,第2次加载时竖向刚度增大,随着加载次数的增加,竖向刚度基本保持不变;用单独加载方式测得的竖向刚度小于用连续加载方式测得的竖向刚度;采用载荷、位移标准差分析法和刚度标准差分析法的分析结果基本一致。

关键词：隔震橡胶支座竖向刚度测试条件

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大中孔隔震橡胶支座竖向刚度试验研究

山西建筑 2023年第15期49卷 72-74,179页

作者：车力文山西省建筑科学研究院检测中心有限公司山西太原030001

分别对有效直径相同的天然橡胶支座(LNR)、铅芯橡胶支座(LRB)及尚未放入铅芯的铅芯橡胶支座(简称大中孔支座)进行了竖向压缩试验。由试验结果计算得到竖向压缩刚度进行比较,分析了三种试件实测值的差异性。结果表明,在设计基准面压力作... 详细信息

分别对有效直径相同的天然橡胶支座(LNR)、铅芯橡胶支座(LRB)及尚未放入铅芯的铅芯橡胶支座(简称大中孔支座)进行了竖向压缩试验。由试验结果计算得到竖向压缩刚度进行比较,分析了三种试件实测值的差异性。结果表明,在设计基准面压力作用下,大中孔天然橡胶支座的竖向刚度与支座的第一形状系数和中孔约束作用影响有关。大中孔支座的竖向刚度介于相同有效直径的铅芯橡胶支座和天然橡胶支座之间,其中内部橡胶层的初始刚度也介于两者之间。

关键词：隔震橡胶支座竖向刚度第一形状系数

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隔震层竖向刚度对高层基础隔震结构的影响

地震工程与工程振动 2010年第3期30卷 166-170页

作者：苏键温留汉.黑沙周福霖湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 广州大学工程抗震研究中心广东广州510405

高层隔震建筑的隔震层在罕遇地震作用下会产生拉应力。本文通过对一栋20层的高层隔震结构,分别采用等拉压刚度模型和不等拉压刚度模型进行动力非线性时程分析,研究叠层橡胶隔震支座竖向刚度模型对高层基础隔震结构动力响应的影响。研究... 详细信息

高层隔震建筑的隔震层在罕遇地震作用下会产生拉应力。本文通过对一栋20层的高层隔震结构,分别采用等拉压刚度模型和不等拉压刚度模型进行动力非线性时程分析,研究叠层橡胶隔震支座竖向刚度模型对高层基础隔震结构动力响应的影响。研究表明,超出线弹性工作范围后,竖向等拉压刚度模型将会低估隔震层的竖向位移量,低估上部结构的动力响应。

关键词：大高宽比基础隔震竖向刚度高层隔震