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重载铁路桥梁段大机捣固作业力学作用仿真分析

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能源科技 2024年第3期22卷 75-80页

作者：孙静涵国能铁路装备有限责任公司神维分公司天津300450

大机捣固作业是保持有砟道床处于均衡状态的有效途径,为研究重载铁路桥梁段大机捣固作业对道床的力学作用,采用离散单元法,建立大机捣固作业-桥上有砟道床离散元模型,探索大机捣固作业对桥梁段道床性能的影响,研究捣固振动频率对道床力... 详细信息

大机捣固作业是保持有砟道床处于均衡状态的有效途径,为研究重载铁路桥梁段大机捣固作业对道床的力学作用,采用离散单元法,建立大机捣固作业-桥上有砟道床离散元模型,探索大机捣固作业对桥梁段道床性能的影响,研究捣固振动频率对道床力学特性影响规律,提出了桥上大机捣固作业的最优振动频率。结果表明:捣固作业使道床力学特性下降;捣固作业使道床横向阻力下降51%,纵向阻力下降37%,支承刚度衰减35%。捣固作业的振动频率对道床力学特性产生了一定的影响,道床枕下密实度在捣固频率35 Hz时取得最大,道床横向阻力和纵向阻力均在捣固频率35 Hz时取得最大,支承刚度在40 Hz时取得最大,故建议捣固频率取值为35~40 Hz。

关键词：离散元法重载铁路桥梁有砟道床捣固作业

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重载铁路桥梁服役性能评估

华中科技大学学报（自然科学版） 2012年第12期40卷 103-106页

作者：卫军张萌董荣珍黄滢中南大学土木工程学院湖南长沙410075

从竖向刚度和平顺性二方面入手,考虑徐变、钢筋锈蚀等不同因素对时变刚度的影响,建立桥梁静活载产生的弹性挠度变形模型和恒载产生的长期挠度变形模型.将弹性挠度值和长期挠度值分别作为对竖向刚度和平顺性评估的指标,应用贝叶斯推衍模... 详细信息

从竖向刚度和平顺性二方面入手,考虑徐变、钢筋锈蚀等不同因素对时变刚度的影响,建立桥梁静活载产生的弹性挠度变形模型和恒载产生的长期挠度变形模型.将弹性挠度值和长期挠度值分别作为对竖向刚度和平顺性评估的指标,应用贝叶斯推衍模型,以先验模型为基础,融合t0时刻的工程检测数据,对t0时刻上述指标进行更新推衍并与允许值对比;以更新后的先验模型为基础,通过分析其变化趋势及与允许值间的关系,实现对重载铁路桥梁服役性能随运营时间演变的评估和预测.通过在工程实测中的应用表明评估结果与实际情况符合较好.

关键词：重载铁路桥梁服役性能时变刚度平顺性贝叶斯理论

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重载铁路桥梁服役状态标准化评定方法

重载铁路桥梁服役状态标准化评定方法

作者：李郑音石家庄铁道大学

学位级别：硕士

随着我国铁路运输工作的飞速发展,继高速铁路之后,重载铁路因其高负荷、高密度、节能环保等优点成为了铁路运输发展的新的重心。我国的重载运输发展分为两种模式:对既有普速铁路进行扩能运输改造(在中—活载设计的基础上提高牵引量与运... 详细信息

随着我国铁路运输工作的飞速发展,继高速铁路之后,重载铁路因其高负荷、高密度、节能环保等优点成为了铁路运输发展的新的重心。我国的重载运输发展分为两种模式:对既有普速铁路进行扩能运输改造(在中—活载设计的基础上提高牵引量与运营密度以提高运量)提高轴重(27-30 t);新建专用的货运重载铁路。其中目前主要发展模式为扩能改造。然而随着既有铁路扩能改造的进一步发展,越来越多的铁路桥梁因为轴重的增加以及长期受到周遭环境等因素的影响,出现了结构性能劣化加剧的现象,因此研究出一种评定重载铁路桥梁在服役期间结构的综合状态的方法成了重中之重。本文以重载铁路桥梁的服役状态标准化评定方法为主要研究方向,主要研究内容及结论如下:(1)梳理出了评定重载铁路桥梁服役状态的六个分项内容,分别是桥梁初步调查评定、风险源检查评定、结构劣化评定、特殊参数检测评定、运营性能试验评定和承载力检算评定。确定了各自的计算权重和各自的评级标准。(2)提出了重载铁路桥梁的风险源检查评定,将风险源分为一般风险源、重大风险源和灾难风险源三类,并设置了五级评定标度。(3)明确了重载铁路桥梁的结构劣化评定,在既有桥梁结构劣化评定基础上增加了梁体纵向位移和线梁偏心劣化状况两项劣化评定的指标及标度;增加了支座病害的相关评定指标及标度;增加了防落梁的劣化评定指标及标度。(4)提出了基于结构劣化和特殊参数检测的重载铁路桥梁承载力检算方法,在不影响铁路正常运输的情况下对重载铁路桥梁进行快速有效的承载力评定。(5)以重载铁路某桥梁为例,对其进行了完整的服役状态标准化评定,并通过静载试验确定了基于结构劣化和特殊参数检测的承载力检算方法的分项计算权重,验证了该方法的可行性。

关键词：重载铁路桥梁服役状态风险源标准化评定方法承载力检算

基于BIM+GIS的重载铁路桥梁设备管理研究与应用

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铁道建筑 2022年第8期62卷 108-112页

作者：闫啸坤李子龙尹京孙培培国能朔黄铁路发展有限责任公司河北肃宁062350 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

重载铁路桥梁设备类型多、数量大,传统运维管理多以人工为主,缺乏系统化、信息化管理手段。针对该现状开展基于建筑信息模型(BIM)与三维地理信息系统(GIS)的重载铁路桥梁设备智能运维管理研究与应用,解决桥梁快速建模、BIM模型与GIS融... 详细信息

重载铁路桥梁设备类型多、数量大,传统运维管理多以人工为主,缺乏系统化、信息化管理手段。针对该现状开展基于建筑信息模型(BIM)与三维地理信息系统(GIS)的重载铁路桥梁设备智能运维管理研究与应用,解决桥梁快速建模、BIM模型与GIS融合等关键技术问题。以朔黄铁路为背景,基于GIS平台,融合BIM模型、铁路沿线倾斜摄影模型,实现桥梁设备的三维可视化,构建基于BIM+GIS的铁路桥梁设备管理系统,对推进铁路桥梁设备标准化、信息化、精细化、智能化管理具有实际意义。

关键词：重载铁路桥梁设备管理智能运维 BIM+GIS 模型三维可视化

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重载铁路桥梁动力响应检测与评估技术

重载铁路桥梁动力响应检测与评估技术

作者：肖勇军中南大学

学位级别：硕士

重载铁路长期处在大轴重、长编组列车作用下,疲劳效应显著,加上材料老化环境灾害等多种因素的影响下,当使用年限达到一定程度后,桥梁结构的受力性能将不断退化。目前我国重载铁路桥梁设计标准偏低,经过多年营运后,各种病害不断涌现,为... 详细信息

重载铁路长期处在大轴重、长编组列车作用下,疲劳效应显著,加上材料老化环境灾害等多种因素的影响下,当使用年限达到一定程度后,桥梁结构的受力性能将不断退化。目前我国重载铁路桥梁设计标准偏低,经过多年营运后,各种病害不断涌现,为保证重载铁路桥梁的安全性、适用性与耐久性,对其进行定期的检测与评估是非常必要的。本文将对重载铁路桥梁动力响应检测和评估技术进行研究,主要包括以下几个方面：（1）总结既有的数据采集系统的开发经验,结合数据采集,信号传输的特点,以及传感器的特性和铁路桥梁的检测方式,开发一套数据采集系统,主要包括系统的总体结构、数据传输设计、驱动程序、动态采集系统软件的设计、信号分析、动态指标功能测试等。（2）将新开发的数据采集系统应用于京沪高速铁路濉河特大桥以及朔黄线上的温塘河特大桥综合动力性能测试,将采集的数据结果与既有的数采系统进行对比分析,验证开发的数据采集系统的精度、可靠性和适用性。（3）利用matlab语言编制了数据分析的操控软件界面,该软件能对该动态数据采集系统所测量的数据进行的分析,包括滤波、频谱分析,得出一系列数据的峰值,可以与阈值进行实时比较,并具有报警功能,以此来评定桥梁的安全技术状态,从而减少重大事故的发生。

关键词：重载铁路桥梁数据采集系统动力检测技术数据处理平台评定指标

疲劳重复荷载下重载铁路桥梁中和轴变化规律研究

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铁道学报 2013年第6期35卷 96-103页

作者：李进洲余志武宋力中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075

基于传统应变片的疲劳试验实时测试系统,通过19片重载铁路预应力混凝土梁的疲劳和腐蚀疲劳试验,研究预应力混凝土梁疲劳破坏形态以及混凝土应变随重复荷载次数的变化规律,对预应力混凝土梁在疲劳加载过程中截面的应变分布与中和轴变化... 详细信息

基于传统应变片的疲劳试验实时测试系统,通过19片重载铁路预应力混凝土梁的疲劳和腐蚀疲劳试验,研究预应力混凝土梁疲劳破坏形态以及混凝土应变随重复荷载次数的变化规律,对预应力混凝土梁在疲劳加载过程中截面的应变分布与中和轴变化情况进行重点分析。结果表明,经过多次重复荷载作用后,预应力混凝土梁在疲劳上限静载作用下受压区混凝土仍处于弹性阶段,其应力-应变呈线性关系,但是混凝土疲劳变形模量在不断衰减,大致呈现三阶段衰减特征。对于非锈蚀预应力混凝土梁,疲劳幅值越大,中和轴变化越明显,呈直线式上移;中等幅值下,中和轴位置出现明显长稳定期约占整个疲劳寿命的75%～85%;疲劳下限荷载相同的梁,无论上限值多大,发生梁底普通钢筋疲劳断裂时对应的受压区混凝土高度基本相同。对于锈蚀预应力混凝土梁,疲劳反复荷载作用下构件的中性轴位置基本保持不变,不像非锈蚀试件那样呈现出明显的"三阶段"变化过程。本文的研究结果对疲劳重复荷载作用下重载铁路预应力混凝土梁疲劳损伤全过程非线性分析具有参考价值。

关键词：疲劳重复荷载重载铁路桥梁预应力混凝土梁应变分布中和轴

长期服役重载铁路桥梁健康监测与安全预警技术系统研究

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长期服役重载铁路桥梁健康监测与安全预警技术系统研究

2022年全国工程建设行业施工技术交流会

作者：田杰赵军刘颖张丽丽中铁三局集团有限公司大秦铁路股份有限公司原平工务段

为了解重载列车下长期服役铁路桥梁结构的运营状况,实现铁路桥梁服役状态实时监测,以京原铁路七里河大桥为依托,研制设计集合多传感器协同、大数据分析、人工智能、多物理场仿真等技术的端边云协同的铁路桥梁健康监测与预警系统,搭建铁... 详细信息

为了解重载列车下长期服役铁路桥梁结构的运营状况,实现铁路桥梁服役状态实时监测,以京原铁路七里河大桥为依托,研制设计集合多传感器协同、大数据分析、人工智能、多物理场仿真等技术的端边云协同的铁路桥梁健康监测与预警系统,搭建铁路桥梁健康监测与预警可视化平台,监测铁路桥梁整体及局部响应信息和环境信息,根据规范相关要求设置阈值,以实现铁路桥梁服役状态实时监测、安全隐患预测预警,结构服役状态演变分析评估,指导桥梁运维,提高桥梁运维效率,保障铁路行车安全。重点介绍监测系统构建实施,采集数据分析结果表明该系统功能稳定可靠,满足铁路桥梁长期实时监测要求。

关键词：重载铁路桥梁健康监测大数据分析人工智能安全预警状态评估

来源： cnki会议评论

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基础加固对重载铁路桥梁运营性能影响研究

基础加固对重载铁路桥梁运营性能影响研究

作者：杨延召石家庄铁道大学

学位级别：硕士

随着我国货运铁路的飞速发展,列车轴重与年运量的不断增加对在役铁路桥涵工程结构提出了更高的通行要求。由于在役桥梁早期设计标准较低、施工质量较差、加之后期运营损伤、自然灾害（如冲刷）等原因导致基础薄弱,对铁路运输安全造成了... 详细信息

随着我国货运铁路的飞速发展,列车轴重与年运量的不断增加对在役铁路桥涵工程结构提出了更高的通行要求。由于在役桥梁早期设计标准较低、施工质量较差、加之后期运营损伤、自然灾害（如冲刷）等原因导致基础薄弱,对铁路运输安全造成了一定程度的影响,部分在役铁路桥梁已不能满足重载运输的发展趋势及其安全运营的需求,对其进行加固,实现性能提升已迫在眉睫。目前针对在役重载铁路桥梁基础加固,尤其在不中断铁路货物运输的前提下开展的基础加固,会不可避免的对铁路桥梁的正常运营产生一定程度的影响。本文以朔黄重载铁路礠河特大桥冲击钻孔法加固桩基项目为依托展开研究,主要研究内容及结论如下:（1）综合考虑在役重载铁路桥梁桥下低净空、河床土质条件、现场施工便利、对结构和运营列车使用扰动小等因素,提出了基于冲击钻孔法的桩基扩大加固技术,制定了该加固方法施工流程及关键施工工序,并通过理论分析研究了基础加固施工过程中不同轴重和不同行驶速度的列车、正常通行对桥梁运营性能参数的影响规律,并根据分析结果提出了列车过桥限速对策。（2）利用MIDAS/GTS软件建立礠河特大桥基础加固施工全过程有限元模型,分析了承台周围填土开挖方式、开挖深度、冲击钻孔位置及成孔顺序等施工因素对铁路主梁跨中横向振幅和墩顶横向振幅的影响规律,以规范规定的正常运营性能允许值为优化目标,得出最优基础加固方案与不同轴重列车通行本桥的最大行驶速度的关系。（3）制定了在役重载铁路礠河特大桥基础加固施工监控方案,优化提出了桥梁在加固施工中的静动力观测参数、测点布置关键位置及数量以及观测频率,结合数值分析建立桥梁运营性能实时评价与预警系统。通过实测数据与理论分析结果的对比,验证了有限元模型数值分析在铁路桥梁基础加固施工优化中的适用性和正确性,优化后的施工方案和提出的限速方案也将主梁跨中横向振幅和墩顶横向振幅控制在了合理的允许范围内,实现了不中断重载铁路运输的基础加固目标。

关键词：重载铁路桥梁基础加固冲击钻孔桩施工监控开挖优化

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基于时变可靠度的重载铁路桥梁安全状态评估

基于时变可靠度的重载铁路桥梁安全状态评估

作者：刘晋超石家庄铁道大学

学位级别：硕士

随着重载铁路技术的发展,重载列车轴重增大,运营期内重载铁路桥梁的安全成为关注的焦点问题。本文在车-轨-桥耦合分析的基础上,基于时变可靠度理论对重载铁路桥梁进行了安全状态评估。主要研究内容如下:(1)基于ANSYS建立了重载列车—轨... 详细信息

随着重载铁路技术的发展,重载列车轴重增大,运营期内重载铁路桥梁的安全成为关注的焦点问题。本文在车-轨-桥耦合分析的基础上,基于时变可靠度理论对重载铁路桥梁进行了安全状态评估。主要研究内容如下:(1)基于ANSYS建立了重载列车—轨道系统—桥梁耦合空间模型,提出了一种改进的轨道不平顺激励的优化方法。以C96重载列车为荷载,通过数值仿真计算了桥梁的动力学响应,验证了模型可靠性和计算方法的有效性。(2)建立了考虑混凝土抗压强度、收缩徐变、预应力损失等因素影响的截面抗力时变模型,推导了道砟沉降的时变公式,并结合工程实例给出了截面抗力时变模型的计算结果。(3)提出了一种基于响应面法的重载铁路桥梁时变可靠度评估方法。以跨中截面弯矩及正应力为可靠度指标,用2析因设计法分析了桥梁的敏感性因子,通过敏感因子建立了可靠度指标的响应面方程,并以钢束腐蚀开始时间为界限,采用改进的一次二阶矩法计算桥梁的时变可靠度。数值仿真结果表明:该方法可综合考虑时变因素影响,有效的对桥梁状态进行评估。

关键词：重载铁路桥梁状态评估时变可靠度车-轨-桥耦合响应面法