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任意活载形式的简支梁支反力通用算法研究

桥梁建设 2022年第4期52卷 53-60页

作者：王雨权霍学晋廖立坚勾红叶中国铁路设计集团有限公司天津300308 中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

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... 详细信息

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。

关键词：简支梁活载墩台基础支反力 Heaviside函数通用算法

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带损伤简支梁力学响应的解析

中山大学学报（自然科学版） 2018年第6期57卷 77-87页

作者：董文奇杨怡王玉爽黄炽辉华南理工大学土木与交通学院广东广州510641

利用有限元法和U变换法相结合,对带损伤简支梁的力学响应进行了解析研究。首先把简支梁均匀划分为具有n个子结构的周期结构,构造一个等效的循环周期结构系统,将损伤部分看作一个局部荷载项,建立其控制方程,然后对控制方程应用U变换进行... 详细信息

利用有限元法和U变换法相结合,对带损伤简支梁的力学响应进行了解析研究。首先把简支梁均匀划分为具有n个子结构的周期结构,构造一个等效的循环周期结构系统,将损伤部分看作一个局部荷载项,建立其控制方程,然后对控制方程应用U变换进行解耦,得到节点挠度的解析表达式;在求出损伤单元的位移之后,可以得到整个简支梁的所有节点位移;然后,讨论了单元的损伤程度以及损伤位置对简支梁挠度的影响,并给出了结构固有频率的计算公式。

关键词：简支梁 U变换法损伤静力分析固有频率

市域铁路无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度合理限值

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华中科技大学学报(自然科学版) 2024年第4期52卷 128-135页

作者：刘万里蔡小培方涛涛杨憬帆北京交通大学土木建筑工程学院中铁四局集团有限公司第八工程分公司

基于梁-轨相互作用理论建立线-板-桥-墩空间耦合模型，研究了无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度对钢轨附加力及断缝值的影响，给出了市域铁路简支梁桥墩纵向刚度限值的控制因素及合理值．结果表明：增大桥墩纵向刚度可减小钢轨附加总应力和梁... 详细信息

基于梁-轨相互作用理论建立线-板-桥-墩空间耦合模型，研究了无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度对钢轨附加力及断缝值的影响，给出了市域铁路简支梁桥墩纵向刚度限值的控制因素及合理值．结果表明：增大桥墩纵向刚度可减小钢轨附加总应力和梁-轨相对位移，不同于有砟轨道简支梁桥，市域铁路无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度限值由钢轨强度控制；建议24,32,48 m简支梁桥上铺设U71Mn钢轨和常阻力扣件，温暖区域桥墩刚度限值分别取5,6和15 MN/m，寒冷区域取5,12和54 MN/m;64 m和80 m简支梁上铺设U75V钢轨和常阻力扣件，温暖区域刚度限值分别取22 MN/m和70 MN/m，寒冷区域取84 MN/m和240 MN/m；当寒冷区域80 m简支梁桥两侧梁端铺设小阻力扣件时，桥墩刚度限值可减小至84 MN/m.

关键词：市域铁路简支梁桥墩纵向刚度钢轨附加应力梁-轨相对位移

30t轴重重载铁路简支梁桥-轨道系统地震响应研究

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振动与冲击 2017年第3期36卷 189-195页

作者：闫斌潘文彬刘施戴公连魏标中南大学土木工程学院长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室长沙410075

为研究多跨30 t轴重重载铁路简支梁桥-轨道系统地震响应规律,采用经过验证的梁轨相互作用模拟方法,建立了考虑桩-土共同作用、桥墩弹塑性变形、滑动支座摩阻力、线路非线性阻力的多跨重载铁路简支梁桥与双线有砟轨道相互作用仿真模型,... 详细信息

为研究多跨30 t轴重重载铁路简支梁桥-轨道系统地震响应规律,采用经过验证的梁轨相互作用模拟方法,建立了考虑桩-土共同作用、桥墩弹塑性变形、滑动支座摩阻力、线路非线性阻力的多跨重载铁路简支梁桥与双线有砟轨道相互作用仿真模型,揭示了一致激励和行波效应下重载铁路简支梁桥-轨道系统地震响应规律,探讨了路基段钢轨长度、简支梁跨数、跨度、线路纵向阻力形式、滑动支座摩阻系数等设计参数的影响,分析了温度、列车制动和地震耦合作用下系统的受力特征。研究表明:当地形地质条件相差不大时,简支梁跨数可简化为11跨、路基段钢轨长度可取为150 m;线路阻力减小时,梁体间、梁体与桥台间可能出现碰撞现象甚至发生落梁;纵向一致激励下,钢轨应力包络图呈"双菱形",其最大值出现在桥台附近,而梁缝附近梁轨相对位移较大,易发生动力失稳;行波效应下,系统受力和变形规律发生显著改变,即使对于跨度较小的简支梁桥,也应考虑行波效应的影响;温度和列车制动作用将进一步增大轨道结构在地震中发生动力失稳的可能性。

关键词：重载铁路铁路桥梁简支梁无缝线路地震响应

简支梁转变为连续梁的弯矩调幅试验研究及其简化计算方法

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工程力学 2010年第5期27卷 147-152,158页

作者：王文炜吴文清李淑琴杨威翁昌年东南大学交通学院南京2100096 辽宁省大通公路工程有限公司沈阳110179

提出了一种通过在负弯矩区施加预应力将简支梁转变为连续梁的方法。为深入了解连续梁的内力重分布特性,进行了2根连续梁及1根对比梁的试验研究。试验中考虑的参数为预应力钢绞线的长度、单双支座。试验结果表明,简支梁转变为连续梁后,... 详细信息

提出了一种通过在负弯矩区施加预应力将简支梁转变为连续梁的方法。为深入了解连续梁的内力重分布特性,进行了2根连续梁及1根对比梁的试验研究。试验中考虑的参数为预应力钢绞线的长度、单双支座。试验结果表明,简支梁转变为连续梁后,开裂荷载、极限荷载得到了较大的提高。弯矩重分布的规律为跨中截面开裂后,跨中截面的弯矩向中支座截面传递,中支座截面开裂后,弯矩反向向跨中截面传递。在试验研究的基础上,提出了两跨连续梁的弯矩调幅分析方法。计算结果表明:提出的计算方法与试验值吻合较好,可以用来计算连续梁的弯矩调幅。

关键词：简支梁转变连续梁弯矩调幅试验研究计算方法

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简支梁结构的光纤光栅振动传感器

红外与激光工程 2011年第12期40卷 2497-2500页

作者：李岚董新永赵春柳孙一翎金尚忠张在宣中国计量学院光电子技术研究所浙江杭州310018

提出了一种新型的基于简支梁结构的光纤布拉格光栅(FBG)振动传感器,将FBG斜向粘贴在矩形简支梁侧面上,在梁中间设置重物来传感竖直方向的振动信号。实验中使用偏心轮作为振动源,并在梁上粘贴电阻应变片进行对比实验。使用光电探测器(PD... 详细信息

提出了一种新型的基于简支梁结构的光纤布拉格光栅(FBG)振动传感器,将FBG斜向粘贴在矩形简支梁侧面上,在梁中间设置重物来传感竖直方向的振动信号。实验中使用偏心轮作为振动源,并在梁上粘贴电阻应变片进行对比实验。使用光电探测器(PD)和示波器同时检测传感器受竖直方向振动信号作用时FBG的反射光功率与电阻应变片的响应信号。实验结果表明,两者的测量结果基本符合,说明检测信号与振动信号频率特性基本吻合。由于FBG的反射光功率几乎不随温度而改变,所以该振动传感器对温度不敏感。

关键词：光纤光栅简支梁振动温度不敏感

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体外束对波形钢腹板简支箱梁自振频率的影响

深圳大学学报（理工版） 2018年第4期35卷 383-388页

作者：李杰周亚鹏陈淮郑州大学土木工程学院河南郑州450001

为研究体外束张拉对波形钢腹板简支箱梁自振频率的影响,基于弯曲振动微分方程,推导了自振频率解析公式,参考模型试验梁,考虑预应力张拉和复杂应力状态下的弹性模量修正,采用数值方法分析结构自振频率.分析表明,预应力张拉产生应力软化效... 详细信息

为研究体外束张拉对波形钢腹板简支箱梁自振频率的影响,基于弯曲振动微分方程,推导了自振频率解析公式,参考模型试验梁,考虑预应力张拉和复杂应力状态下的弹性模量修正,采用数值方法分析结构自振频率.分析表明,预应力张拉产生应力软化效应,引起结构刚度降低,波形钢腹板组合箱梁结构的频率降低;对于模型试验梁,预应力张拉对结构的刚度影响较小,但体外束预应力使得混凝土处于复杂应力状态,材料的弹性模量与单向应力状态下的弹性模量不同,体外束张拉可使波形钢腹板简支箱梁自振频率增大.

关键词：桥梁工程体外束波形钢腹板组合箱梁简支梁自振频率刚度

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高强钢筋RPC简支梁抗剪承载力及延性研究

工程力学 2015年第S1期32卷 209-214 225,225页

作者：金凌志李月霞祁凯能何培广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004

通过6根高强钢筋活性粉末混凝土简支梁的抗剪试验,得到了不同因素对梁的破坏形态、抗剪承载力及其剪切延性的影响规律。研究表明:剪跨比、配箍率和纵筋率是影响高强钢筋活性粉末混凝土简支梁抗剪性能的主要因素,其中剪跨比影响最大;在... 详细信息

通过6根高强钢筋活性粉末混凝土简支梁的抗剪试验,得到了不同因素对梁的破坏形态、抗剪承载力及其剪切延性的影响规律。研究表明:剪跨比、配箍率和纵筋率是影响高强钢筋活性粉末混凝土简支梁抗剪性能的主要因素,其中剪跨比影响最大;在适宜的剪跨比条件下,随着纵筋率的提高,无腹筋梁的承载力与斜裂缝倾角增大,剪切延性降低,但有腹筋梁的斜裂缝倾角变化不太明显;提高配箍率不仅可以增强梁的抗剪承载力,而且能够有效改善其剪切延性。

关键词：高强钢筋活性粉末混凝土简支梁受剪承载力剪切延性

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简支梁桥上Ⅰ型板式无砟轨道挠曲受力与变形

铁道工程学报 2017年第5期34卷 15-19,44页

作者：张鹏飞桂昊高亮雷晓燕华东交通大学南昌330013 北京交通大学北京100044

研究目的:桥上无缝线路受力比较复杂,桥梁、轨道结构的受力变形成为广泛关注的问题。为研究列车荷载作用下桥上轨道结构的受力变形规律及影响因素,根据多跨简支梁桥上单元板式无砟轨道无缝线路的结构特点,基于有限元法建立多跨简支梁桥... 详细信息

研究目的:桥上无缝线路受力比较复杂,桥梁、轨道结构的受力变形成为广泛关注的问题。为研究列车荷载作用下桥上轨道结构的受力变形规律及影响因素,根据多跨简支梁桥上单元板式无砟轨道无缝线路的结构特点,基于有限元法建立多跨简支梁桥上CRTSⅠ型板式无砟轨道无缝线路空间耦合模型,计算列车荷载作用下桥上轨道结构的挠曲力与位移,并分析扣件纵向阻力、墩台顶固定支座纵向水平线刚度以及桥梁跨数等因素对挠曲受力与变形的影响规律。研究结论:(1)在列车荷载作用下,钢轨挠曲拉力及压力最大值分别出现在左侧桥台固定端与最后一跨跨中位置,钢轨位移呈先增后减的趋势,并在两侧路基段逐渐减小至零;(2)采用小阻力扣件可明显降低钢轨及轨道结构的受力,但同时会增加轨板相对位移,需要重点关注钢轨在桥台处的爬行;(3)采用较大纵向水平线刚度的低墩桥对列车荷载作用下桥上轨道结构纵向位移而言是不利的;(4)随着桥梁跨数的增加,轨道结构的纵向力与位移也不断增大,在6跨之前增幅明显,6跨之后增幅明显放缓并逐渐趋于平稳;(5)本研究成果对桥上CRTSⅠ型板式无砟轨道的设计及结构安全性具有参考价值。

关键词：简支梁 CRTSⅠ型板式无砟轨道列车荷载挠曲力纵向位移