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钢桁梁桥上列车双车交会气动特性风洞试验

中国公路学报 2018年第7期31卷 76-83页

作者：邱晓为李小珍沙海庆肖军王铭西南交通大学桥梁工程系四川成都610031 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

为探究横风作用下钢桁梁桥上列车双车交会过程中气动力系数的突变机理,以某一大跨度公铁两用钢桁梁桥为背景,首先根据XNJD-3风洞实验室的尺寸设计了一套移动车辆模型试验系统;然后根据风洞阻塞比的要求设计了几何缩尺比为1∶30的桥梁和... 详细信息

为探究横风作用下钢桁梁桥上列车双车交会过程中气动力系数的突变机理,以某一大跨度公铁两用钢桁梁桥为背景,首先根据XNJD-3风洞实验室的尺寸设计了一套移动车辆模型试验系统;然后根据风洞阻塞比的要求设计了几何缩尺比为1∶30的桥梁和车辆试验模型;最后测试了横风作用下桥上列车交会过程中移动车辆模型的气动力。为尽可能地降低试验系统对运动车辆气动力的干扰,对原始时程数据进行了低通滤波处理,并分析了车速、风速、合成风向角、车辆所在轨道位置等因素对车辆气动力系数的影响。试验结果表明:双车交会时,背风侧运动车辆的气动力系数具有明显的突变趋势,迎风侧运动车辆的气动力系数变化较为平稳;列车交会时突变区域主要受运动车辆引起的列车风速的影响,且随车速的增加而增大,横风风速对突变区域影响较小;交会过程中背风侧车辆升力系数和侧向力系数的突变量随合成风向角的增大呈增大趋势,力矩系数突变量对合成风向角的变化不敏感;横桥向列车所处轨道位置影响其气动力系数。试验结果可为研究横风作用下高速列车-桥上交会过程的行车安全提供数据支持。

关键词：桥梁工程双车交会风洞试验气动力系数钢桁梁桥

公铁两用钢桁梁桥车线桥耦合动力性能影响研究

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铁道标准设计 2023年

作者：段玉振张宏亮张光明陈鹏李小珍西南交通大学土木工程学院北京城建设计发展集团股份有限公司

钢桁梁桥在铁路和城市轨道交通中得到了广泛应用。以往的车桥振动研究工作大都以桥梁为主体，未考虑轨道结构参振影响，常常将整个钢轨-轨枕-道床质量体系作为二期恒载加到梁体上。然而随着现代铁路不同轨道结构的广泛应用，以及在高速... 详细信息

钢桁梁桥在铁路和城市轨道交通中得到了广泛应用。以往的车桥振动研究工作大都以桥梁为主体，未考虑轨道结构参振影响，常常将整个钢轨-轨枕-道床质量体系作为二期恒载加到梁体上。然而随着现代铁路不同轨道结构的广泛应用，以及在高速行车条件下，轨距动态扩大等现象使轮轨关系日趋复杂化。为了更加准确地评价桥上列车脱轨安全性及运行平稳性，模型中有必要考虑桥梁上轨道结构的参振影响。针对现有车桥振动研究未考虑桥上轨道减振结构的问题，以某城市轨道交通公铁两用钢桁梁桥为例，基于有限元理论和车-线-桥耦合振动分析理论，分析不同轨道减振类型、不同行车条件下的桥梁动力性能以及列车运行安全性与舒适性。检算桥梁跨中竖向与横向动位移及机车车辆的安全性和舒适性指标，以期为该工程公铁两用大桥的轨道选型提供依据，并为后续类似大跨度钢桁梁桥的轨道减振结构选型提供参考。

关键词：公轨两用桥钢桁梁桥动力性能车桥耦合轨道减振类型舒适性指标

大跨长联公铁两用连续钢桁梁桥成桥阶段温度效应研究

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世界桥梁 2023年第4期51卷 77-84页

作者：孟令强郭传臣姜永彪铁正检测科技有限公司山东济南250014 中铁十四局集团有限公司山东济南250101

针对公铁两用连续钢桁梁桥成桥阶段由上层公路桥面板遮挡引起的日照温差问题,以某公铁两用连续钢桁梁桥为背景,沿墩顶梁截面竖向及横向布置温度测点实测桥梁温度场,采用分段函数拟合得到梁截面横、竖向温度梯度,建立成桥阶段有限元模型... 详细信息

针对公铁两用连续钢桁梁桥成桥阶段由上层公路桥面板遮挡引起的日照温差问题,以某公铁两用连续钢桁梁桥为背景,沿墩顶梁截面竖向及横向布置温度测点实测桥梁温度场,采用分段函数拟合得到梁截面横、竖向温度梯度,建立成桥阶段有限元模型,分析均匀温度作用与温度梯度作用对桥梁线形及应力的影响。结果表明:实测温度场的桥梁横、竖向温度梯度与太阳辐射强度、杆件所处位置以及照射时间有关;与温度梯度作用相比,均匀温度作用中整体降温对桥梁结构线形影响更为不利;与均匀温度作用相比,温度梯度作用对桥梁边跨墩顶附近边桁下弦杆局部应力影响更为不利;中跨墩顶附近中桁上弦杆受公路桥面板的遮挡,杆件温度较低,温度梯度作用影响较小。

关键词：公路铁路两用桥钢桁梁桥成桥阶段均匀温度作用温度梯度作用线形应力有限元法

铁路钢桁梁桥面系纵梁上平联节点板开裂成因试验研究

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铁道建筑 2023年第9期63卷 44-47页

作者：李彬洋向琪芪苏永华贺胜权李瑞峰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 中国铁道科学研究院集团有限公司高速铁路轨道系统全国重点实验室北京100081 中国铁路成都局集团有限公司成都610082 北京铁科特种工程技术有限公司北京100081

采用纵梁和横梁的桥面系是既有铁路钢梁常用的结构形式,因其直接承受来自于桥枕的列车活载,容易产生裂纹等病害。以一座重载铁路64 m单线简支下承式钢桁梁为例,对桥面系纵梁上平联节点板出现的裂纹病害进行了现场试验研究,测量开裂节点... 详细信息

采用纵梁和横梁的桥面系是既有铁路钢梁常用的结构形式,因其直接承受来自于桥枕的列车活载,容易产生裂纹等病害。以一座重载铁路64 m单线简支下承式钢桁梁为例,对桥面系纵梁上平联节点板出现的裂纹病害进行了现场试验研究,测量开裂节点板及其连接角钢、附近桥枕在过路列车通过时的应变历程,并对更换下来的节点板进行金相分析。应变试验结果表明:纵梁跨中位置节点板应变较大,且随着活载的增加,节点板应变呈非线性增长趋势。金相分析结果表明:钢板母材开裂位置无杂质等材质缺陷。判断该节点板开裂为非偶发性病害,建议设备管理单位加强对应位置巡检或对薄弱处进行加固处理。

关键词：铁路桥梁钢桁梁桥病害成因现场试验重载铁路疲劳裂纹节点板金相分析

钢桁梁桥主桁杆件厚板焊接残余应力空间分布试验研究

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铁道学报 2019年第3期41卷 128-133页

作者：强斌李亚东顾颖邹永丰西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031

为研究某钢桁梁桥主桁杆件钢厚板焊接残余应力的空间分布规律,采用与实桥相同的材料和焊接工艺制作30 mm厚的对接焊试板,用局部逐层去除盲孔法对试板表层及内部残余应力进行测试,并对测量结果进行不确定度评定。试验结果表明:厚板表面... 详细信息

为研究某钢桁梁桥主桁杆件钢厚板焊接残余应力的空间分布规律,采用与实桥相同的材料和焊接工艺制作30 mm厚的对接焊试板,用局部逐层去除盲孔法对试板表层及内部残余应力进行测试,并对测量结果进行不确定度评定。试验结果表明:厚板表面焊接残余拉应力峰值位于焊缝附近区域,残余应力呈典型的拉-压分布趋势;内部横向残余应力在焊缝附近的分布状态为外拉内压,并且在上表层具有较大的应力梯度;内部纵向残余应力在焊缝附近为拉应力;随着距焊缝中心线距离的增加,纵横向残余应力皆开始逐渐减小,直至转变为压应力。

关键词：钢桁梁桥主桁杆件厚板对接焊焊接残余应力空间分布

窄间距滑道条件下钢桁梁桥顶推施工关键技术研究

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窄间距滑道条件下钢桁梁桥顶推施工关键技术研究

作者：张全帅烟台大学

学位级别：硕士

随着我国交通建设的不断发展,钢桁梁桥以其外形优美、跨越能力大、承载能力强、便于施工等优点,得到了广泛的应用和推广。对于大跨度钢桁梁桥,顶推法施工是一种常见的施工方式,特别是在跨越河流、山谷以及既有线路的施工环境中具有明显... 详细信息

随着我国交通建设的不断发展,钢桁梁桥以其外形优美、跨越能力大、承载能力强、便于施工等优点,得到了广泛的应用和推广。对于大跨度钢桁梁桥,顶推法施工是一种常见的施工方式,特别是在跨越河流、山谷以及既有线路的施工环境中具有明显的优势。但近年来随着桥梁跨度和重量的不断增大、施工环境和施工条件愈发复杂,对钢桁梁桥顶推施工也提出了较高的要求。因此,对钢桁梁桥顶推施工进行深入研究有着重要的现实意义和工程价值。本文以滨州市小清河复航工程齐东六路老魏桥100m简支钢桁梁顶推施工为工程背景,对顶推施工工艺的发展进行了总结,并针对该桥窄间距滑道的问题,利用有限元软件Midas/Civil对顶推施工过程中的应力、变形以及横向抗倾覆稳定性进行了研究。主要研究内容如下:(1)通过对顶推法施工工艺的分析和比选,为节约施工工期,采用拖拉式顶推施工方案;为合理利用老桥,提出了基于老桥桥面的窄间距滑道方案,采用贝雷梁、钢管柱作为滑道支撑体系,在老桥范围内支撑于桥墩位置,降低了施工成本,提高了施工效率。(2)根据施工工艺划分施工阶段,建立钢桁梁桥顶推施工空间有限元仿真模型,对各个施工阶段钢桁梁桥、滑道梁、支架的受力和变形进行了分析,为临时结构设计、施工监控提供了理论依据。分析结果表明,顶推施工钢桁梁、临时结构各构件的受力和变形均能满足要求,均处于安全范围。(3)从风荷载、滑块支座间距、横向偏移、横向偏载以及临时墩不均匀沉降等方面对钢桁梁桥在顶推施工过程中的横向抗倾覆稳定性进行了参数化分析,得出风荷载、横向偏移、横向偏载、临时墩不均匀沉降的增大以及滑块支座间距的减小对钢桁梁的横向抗倾覆稳定性有较大影响;并通过正交试验设计,采用极差和方差的分析方法对上述因素进行了敏感性分析,借助F检验法对各因素作出了显著性的判断,分析表明,风荷载为高度显著因素,滑块支座间距以及横向偏载为显著因素,横向偏移为一般显著因素,临时墩不均匀沉降为不显著因素。(4)对钢桁梁顶推施工过程中主要构件的应力、挠度以及横向偏移进行了现场监控,理论数据与监测数据吻合较好,应力和变形均处于安全范围,较好的指导了现场施工。

关键词：钢桁梁桥顶推法施工窄间距滑道有限元仿真抗倾覆稳定性敏感性分析

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钢桁梁桥套轨线路板式无砟轨道结构技术应用

中国铁路 2022年第8期 29-34页

作者：郭郦王会永中国铁路设计集团有限公司线路站场枢纽设计研究院天津300308

同江黑龙江铁路特大桥是中俄两国首座横跨黑龙江的过境桥梁,根据前期工作安排,大桥主桥的大跨度简支钢桁梁上采用新型板式无砟轨道结构,直接在钢桁梁上铺设板式无砟轨道在我国是一次全新尝试。从套轨线路板式无砟轨道结构及接口设计、... 详细信息

同江黑龙江铁路特大桥是中俄两国首座横跨黑龙江的过境桥梁,根据前期工作安排,大桥主桥的大跨度简支钢桁梁上采用新型板式无砟轨道结构,直接在钢桁梁上铺设板式无砟轨道在我国是一次全新尝试。从套轨线路板式无砟轨道结构及接口设计、轨道结构各部件关键技术参数确定、板下调整层材料、室内组装试验验证以及轨道板制造等方面进行详细说明。套轨线路板式无砟轨道的成功铺设,满足了同江黑龙江铁路特大桥工程项目的建设需求,同时也为我国钢桁梁桥轨道结构的采用形式提供了一种全新解决方案。

关键词：同江黑龙江铁路特大桥板式无砟轨道钢桁梁桥大跨度钢桁梁套轨线路

钢桁梁桥大悬臂状态顶推启动瞬态动力效应分析

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桥梁建设 2019年第4期49卷 18-22页

作者：华旭刚曹利景王钰陈政清风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082 中国铁建大桥工程局集团有限公司天津472000

为研究钢桁梁桥大悬臂状态顶推过程中的顶推启动瞬态效应及风荷载对施工的影响,以三门峡黄河公铁两用大桥钢桁梁顶推施工为背景进行分析。采用ANSYS软件建立该桥顶推状态有限元模型,在分析顶推启动瞬态效应作用机理的基础上,建立动力效... 详细信息

为研究钢桁梁桥大悬臂状态顶推过程中的顶推启动瞬态效应及风荷载对施工的影响,以三门峡黄河公铁两用大桥钢桁梁顶推施工为背景进行分析。采用ANSYS软件建立该桥顶推状态有限元模型,在分析顶推启动瞬态效应作用机理的基础上,建立动力效应分析方法,将顶推启动瞬间静、动摩擦力的差值转化为钢桁梁的水平等效加速度进行数值模拟。分析结构在大悬臂工况下由顶推启动所引起的瞬态冲击效应、考虑风荷载的冲击效应及阻尼比对冲击效应的影响,结果表明:只考虑顶推启动状态时,冲击效应随悬臂跨度的增加有减小趋势;在静风荷载联合作用下,顶推启动瞬态冲击效应随悬臂跨度的增加而增加;阻尼比对顶推启动瞬态冲击效应影响不明显;顶推启动的瞬态冲击效应及风荷载不可忽略,需针对不同跨径选取合适的冲击系数。

关键词：钢桁梁桥顶推施工大悬臂状态瞬态冲击效应冲击系数风荷载阻尼比

基于实测数据的钢桁梁桥顶升模型修正及参数分析

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基于实测数据的钢桁梁桥顶升模型修正及参数分析

作者：王泊长沙理工大学

学位级别：硕士

现有钢桁梁桥在运营过程中,由于地质条件受损、桥梁本身的疲劳老化及锈蚀等原因,随着时间的推移,结构承载能力相较于其初始状态时会有所降低,但常见的钢桁梁桥整体加固顶升施工分析及相关问题的研究较少。有限元理论及仿真分析技术的推... 详细信息

现有钢桁梁桥在运营过程中,由于地质条件受损、桥梁本身的疲劳老化及锈蚀等原因,随着时间的推移,结构承载能力相较于其初始状态时会有所降低,但常见的钢桁梁桥整体加固顶升施工分析及相关问题的研究较少。有限元理论及仿真分析技术的推广应用为桥梁加固提供技术支持,同时也对危旧钢桁梁桥的加固顶升提出更高要求,采取科学、合理且经济的施工方法延长桥梁寿命周期,使桥梁正常运营得到保障,促进各地交通事业的进步,带动社会经济的增长。本文以某既有钢桁梁桥为研究背景,通过现场采集应变、变形、温度及模态等实测数据,对有限元模型进行修正及验证。并基于刚度参数、温度参数、风荷载、自重等参数变化,对该桥在顶升施工阶段的线性敏感性分析。论文主要工作如下:(1)通过合理科学的手段采集数据,对一座既有大跨度钢桁梁桥的应力、主梁下弦杆标高、温度在各测点上的实测数据进行统计分析。通过对实测数据的统计分析,揭示温度的分布规律,为下文温度效应分析提供参考。(2)基于响应面的有限元模型修正方法,以各子结构刚度为修正参数,以钢桁架桥模态为目标函数,利用敏感因子和敏感百分比对各因素的影响程度进行直观量化评价;利用Design-Exper数据分析软件拟合结构响应面函数,并通过响应面方程对初始模型进行修正。(3)在修正模型的基础上,引入刚度折减、温度效应、风荷载及温差效应-风荷载共同作用、自重等影响参数,完成对实际加固顶升施工过程中的更精确模拟,通过计算,最终实现对桥梁结构的变形敏感度分析。

关键词：钢桁梁桥加固顶升响应面法模型修正参数分析有限元计算