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地铁深基坑下穿高速铁路桥墩位移控制技术

四川建筑 2022年第3期42卷 146-150页

作者：肖旺广东省铁路规划设计研究院有限公司广东广州510600

针对深圳某地铁车站深基坑下穿穗莞深城际铁路的影响分析为背景,文章采用弹塑性有限差分方法,建立三维有限元模型,模拟基坑开挖对邻近30~#、31~#高架桥墩的影响,基于该数值模型,研究深基坑开挖对邻近桥桩的作用机制,通过增设隔离桩、对... 详细信息

针对深圳某地铁车站深基坑下穿穗莞深城际铁路的影响分析为背景,文章采用弹塑性有限差分方法,建立三维有限元模型,模拟基坑开挖对邻近30~#、31~#高架桥墩的影响,基于该数值模型,研究深基坑开挖对邻近桥桩的作用机制,通过增设隔离桩、对基坑支撑施加预应力等影响因素模拟基坑开挖引起的高架桥承台桩的变形进行计算分析。结果表明,隔离桩、支撑预应力的施加有利于控制高架桩体的侧移,与实际监测结果一致。

关键词：基坑开挖铁路桥墩下穿高速公路荷载工况数值分析

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钢筋混凝土铁路桥墩抗剪强度模型

钢筋混凝土铁路桥墩抗剪强度模型

第31届全国结构工程学术会议

作者：韦旺邵长江庄卫林西南交通大学土木工程学院西南交通大学陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心

鉴于现行《铁路工程抗震设计规范》尚未明确给出铁路桥墩的抗剪设计公式,且铁路桥墩抗剪性能试验研究相对较少,既有抗剪模型对铁路桥墩的适用性有待考证,强震区铁路桥墩抗剪承载力缺少合理评价。故基于桁架模型中斜裂缝上钢筋应变满足... 详细信息

鉴于现行《铁路工程抗震设计规范》尚未明确给出铁路桥墩的抗剪设计公式,且铁路桥墩抗剪性能试验研究相对较少,既有抗剪模型对铁路桥墩的适用性有待考证,强震区铁路桥墩抗剪承载力缺少合理评价。故基于桁架模型中斜裂缝上钢筋应变满足变形协调条件的假定,建立考虑斜截面箍筋非一致变形及纵筋拉伸漂移效应的塑性铰区抗剪强度模型,并结合铁路桥墩弯剪破坏试验结果,提出铁路桥墩塑性铰区抗剪能力的计算方法。对比分析表明,较既有公式,所提模型计算结果精度更高、离散性更小,适用于预测铁路桥墩的抗剪能力。

关键词：桥梁工程铁路桥墩塑性铰区抗剪机理抗剪强度模型

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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铁路桥墩温度效应有限元分析

铁路桥墩温度效应有限元分析

作者：赵亮重庆大学

学位级别：硕士

桥梁从施工阶段到运营阶段,由于水化放热和暴露在自然环境中,都不可避免得要受到周围环境气温以及日照、寒潮等因素的影响而产生温度效应,但因其不能准确计算而被简化考虑。随着科学和技术的发展,越来越多的桥梁开裂甚至坍塌的事故被证... 详细信息

桥梁从施工阶段到运营阶段,由于水化放热和暴露在自然环境中,都不可避免得要受到周围环境气温以及日照、寒潮等因素的影响而产生温度效应,但因其不能准确计算而被简化考虑。随着科学和技术的发展,越来越多的桥梁开裂甚至坍塌的事故被证实与温度效应考虑不周全有关。目前国内外对箱形主梁的温度效应做了深入研究,但是对于铁路桥墩温度效应的研究相对较少。因此,对铁路空心墩的温度效应进行深入、细致的研究是必要的。本文以襄渝线牛角坪双线特大桥科学研究和试验验证这一科研课题为背景,对水化热、日照和寒潮作用对桥墩的影响做了具体分析,并与试验进行对比。在本文的研究中主要内容和结论如下:(1)利用温度场反算热力学参数。(2)根据热传导有限单元法原理,运用有限元软件ANSYS建立三维分析模型,将计算结果与试验结果进行对比分析,并进行温度应力分析,得到温度场分布特点以及温度应力发展规律,并提出防止开裂的措施。(3)运用ANSYS有限元程序,对试验过程中的分层浇筑,间歇时间,拆模时间等影响混凝土内外温差的各种参数进行系统研究,得出相关结论,为施工安排提供一定参考。(4)根据试验采用有限元分析程序,进行日照作用下桥墩的温度场和温度应力分析,并与实验结果进行对比。根据温度应力计算理论,采用解析方法进行计算,并与有限元计算结果进行对比分析,得到温度场分布特点以及温度应力发展规律。(5)对不同壁厚的桥墩模型进行分析得出不同壁厚的桥墩的温度场以及温度应力分布特点:沿壁板厚度方向温度分布不均匀,一般沿壁厚方向的温差分布为一指数曲线;随着壁厚的增加,内外温差以及外壁的压应力也有所增大;同时由于通气孔的存在,内壁表面温度反而比靠近墩壁内侧的温度高,因而内壁拉应力并非最大,甚至有时为压应力。(6)结合《铁路桥涵设计基本规范》的规定,运用ANSYS高级分析中的优化设计对通气孔的直径、布置进行优化设计,得到最优方案:通气孔直径0.20-0.30m,交错布置,间距4.5-5m,为设计施工提供一定的参考。(7)根据内部加热的逆向试验方法来模拟寒潮,运用ANSYS进行试验模拟,并采用经验公式进行计算,对比分析,得出西南地区寒潮发生时造成混凝土外表面开裂的大致温度为20℃。同时,模拟施工期间寒潮发生的情况,可以看出由于施工期间混凝土处于早龄期状态其极限抗拉强度低,若发生寒潮,加大了表面开裂的可能性。

关键词：铁路桥墩水化热日照寒潮温度场温度应力有限单元法

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高强钢筋实现低配筋铁路桥墩延性抗震研究

工业建筑 2014年第8期44卷 88-91,97页

作者：李秉南戴航张继文东南大学土木工程学院南京210096 东南大学建筑设计研究院有限公司交通分院南京210096

我国铁路桥梁目前仍在大量使用只配有护面钢筋的低配筋桥墩,这类桥墩的变形能力差,在地震作用下易发生脆性破坏。为了提高这类桥墩的抗震性能,提出了采用高强钢筋实现低配筋桥墩延性抗震的思路。对1个配置HRBF500钢筋的低配筋桥墩试件... 详细信息

我国铁路桥梁目前仍在大量使用只配有护面钢筋的低配筋桥墩,这类桥墩的变形能力差,在地震作用下易发生脆性破坏。为了提高这类桥墩的抗震性能,提出了采用高强钢筋实现低配筋桥墩延性抗震的思路。对1个配置HRBF500钢筋的低配筋桥墩试件进行低周反复荷载试验,研究试件的破坏形态、滞回特性、刚度退化、耗能性能和延性等。结果表明,试件的破坏模式为延性破坏。在试验研究的基础上,进一步分析高强钢筋实现低配筋桥墩延性抗震的机理。

关键词：高强钢筋低配筋铁路桥墩延性抗震性能低周反复荷载

容许应力法与极限状态法铁路桥墩设计对比分析

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铁道标准设计 2016年第9期60卷 74-78页

作者：周津斌中铁第六勘察设计院集团有限公司天津300308

校验《铁路桥涵极限状态法设计暂行规范》(Q/CR 9300—2014)的适用性,以现行的铁路工程建设通用参考图《时速350 km客运专线铁路圆端形实体桥墩》(通桥(2009)4301—Ⅰ)为例,对墩身截面偏心、强度及稳定性等控制因素进行容许应力法与极... 详细信息

校验《铁路桥涵极限状态法设计暂行规范》(Q/CR 9300—2014)的适用性,以现行的铁路工程建设通用参考图《时速350 km客运专线铁路圆端形实体桥墩》(通桥(2009)4301—Ⅰ)为例,对墩身截面偏心、强度及稳定性等控制因素进行容许应力法与极限状态法对比分析。对比结果表明两种检算方法的安全储备是一致的,极限状态法规范所拟订的荷载分项系数也是合理、适用的。

关键词：铁路桥墩容许应力法极限状态法桥墩设计对比分析

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受地面堆载影响发生偏移铁路桥墩的修复设计

铁道标准设计 2012年第8期32卷 67-70页

作者：李前名邹向农中铁二院武汉勘察设计研究院有限责任公司武汉430071

某铁路桥因地面大量堆载引发桥墩偏移等病害,采用基坑放坡开挖模式计算了地面堆载作用下该桥相关桥墩周边土体的滑动面,并以此为前提,采用"m"法及有限元软件对桥墩桩基结构进行了安全性评估计算。根据评估结论,按桩基的受损程度,对承台... 详细信息

某铁路桥因地面大量堆载引发桥墩偏移等病害,采用基坑放坡开挖模式计算了地面堆载作用下该桥相关桥墩周边土体的滑动面,并以此为前提,采用"m"法及有限元软件对桥墩桩基结构进行了安全性评估计算。根据评估结论,按桩基的受损程度,对承台偏移量大于50 mm的桥墩采用拆除既有桥墩,新建门式墩的修复设计方案;对偏移量在25～50 mm的桥墩采用既有桥墩利旧加固的修复方案。

关键词：地面堆载铁路桥墩偏移修复

基于动力响应灵敏度分析的铁路桥墩状态评估方法

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基于动力响应灵敏度分析的铁路桥墩状态评估方法

作者：田红岩北京交通大学

学位级别：硕士

目前,结构动力损伤识别理论多集中在桥梁上部结构上,针对下部结构桥墩和基础的研究较少。本文在既有研究的基础上,提出了一种利用动力响应灵敏度分析的铁路桥墩墩身和基础状态评估方法。本文的主要工作内容和成果如下：(1)对各种结构损... 详细信息

目前,结构动力损伤识别理论多集中在桥梁上部结构上,针对下部结构桥墩和基础的研究较少。本文在既有研究的基础上,提出了一种利用动力响应灵敏度分析的铁路桥墩墩身和基础状态评估方法。本文的主要工作内容和成果如下：(1)对各种结构损伤识别方法的研究现状进行了简单介绍,比较了各种方法的优缺点,总结了现有损伤识别方法研究难点和发展方向。(2)详细论述了基于灵敏度分析的模型修正方法,阐述了基于灵敏度分析的损伤识别理论和灵敏度方程的求解方法。(3)建立了考虑梁质量和基础约束的桥墩有限元模型,对桥墩墩身刚度下降和提高两种工况进行了分析。结果表明,基于动力响应灵敏度分析的损伤评估方法对桥墩状态变化的位置及程度均能够进行准确的识别。(4)选取了不同的激励位置和响应点位置,对结构进行了损伤识别,分析总结了激励位置和响应点位置对识别结果的影响,给出了较为合理的测点布置建议。(5)用所提方法对桥梁基础的病害和加固状况进行了评估。评估结果和设定状态变化吻合,从而证明了基于动力响应灵敏度的评估方法也适用于桥梁基础状态评估。

关键词：动力响应灵敏度分析损伤识别铁路桥墩加固评估

基于VB平台的铁路桥墩计算分析及应用程序开发

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基于VB平台的铁路桥墩计算分析及应用程序开发

作者：雷帅北京交通大学

学位级别：硕士

当前世界各国铁路桥梁建设的迅速发展,不仅反映在上部结构的造型新颖上,而且也还反映在下部结构向轻型合理、造型美观的方向发展上。这就需要对铁路桥梁的结构进行更为精心的设计及验算。在铁路桥梁计算中,桥墩的检算一直以来都占着举... 详细信息

当前世界各国铁路桥梁建设的迅速发展,不仅反映在上部结构的造型新颖上,而且也还反映在下部结构向轻型合理、造型美观的方向发展上。这就需要对铁路桥梁的结构进行更为精心的设计及验算。在铁路桥梁计算中,桥墩的检算一直以来都占着举足轻重的地位;在桥梁安全性分析中,桥墩的截面强度是否符合规定显得尤为重要;在桥梁体系抗震计算中,桥墩为最主要的检算对象;桥墩的可靠度指标是否达标也关乎整座桥梁的安危。所以从这些方面来说,编制出一套符合铁路工程实际情况的桥墩检算软件,对于铁路桥梁设计来说具有重要意义。本文基于VB在可视化及迭代运算上的优点,结合国内外公铁相关规范及成熟理论,编制了“铁路桥墩截面强度检算程序”、“铁路桥墩抗震设计程序”、“铁路桥墩可靠度计算程序”等三个有关铁路桥墩计算分析软件,完成如下研究工作： (1)在铁路桥墩截面强度检算程序中,圆形截面应力分析中通过方法比选,采用拟牛顿法求解超越方程,通过不断迭代得到符合精度要求的解;矩形与圆端形截面应力分析中通过假设的初始零应力线方程,从切角截面的力学性质入手,运用平移轴、转轴定理寻求主形心轴,再通过坐标变换,将零应力线方程和应力函数限制在原形心坐标系内,通过迭代法求解最终的零应力线。 (2)在铁路桥墩抗震设计程序中,采用强度及反应谱理论,将众多的公式与图表进行量化为函数形式融入到多遇地震下强度设计模块中,形成一个完整的计算流程;针对目前铁路工程抗震设计规范中在延性设计方面的不足,补充了罕遇地震下延性设计中关于抗剪强度验算的内容;设置了美国AASHTO规范、欧洲(Eurocode8)规范、新西兰规范(TNZ)、中国公路桥梁抗震细则关于等效塑性铰长度的计算模块;在罕遇地震下位移延性验算中,通过调用多遇地震下强度设计模块以及利用相关理论,简化了位移延性验算的计算。 (3)在铁路桥墩可靠度计算程序中,通过比较一些常用的可靠度计算理论,选用了Monte Carlo重要抽样法作为铁路桥墩可靠度程序计算理论。采用VB与Matlab混合编程的方式,在VB中建立Matlab命令流,通过创立ActiveX对象以及对ActiveX对象的操作,实现VB对Matlab的调用。通过大量的实例,对上述三个铁路桥墩计算分析软件进行了验证。结果表明,这三个软件能满足铁路桥墩结构检算的要求。

关键词：铁路桥墩 VB平台截面强度检算抗震设计可靠度

夏季高原干旱地区铁路桥墩大体积混凝土防裂技术研究

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夏季高原干旱地区铁路桥墩大体积混凝土防裂技术研究

作者：于杰兰州交通大学

学位级别：硕士

西北高原地区气候干旱、昼夜温差大、季节特征比较明显，大体积混凝土的温度场和应力场受环境因素的影响又比较大，而且目前专门针对桥墩大体积混凝土的研究还比较少，既有的施工方法和经验不能完全适用于西北高原环境。随着西北地区高... 详细信息

西北高原地区气候干旱、昼夜温差大、季节特征比较明显，大体积混凝土的温度场和应力场受环境因素的影响又比较大，而且目前专门针对桥墩大体积混凝土的研究还比较少，既有的施工方法和经验不能完全适用于西北高原环境。随着西北地区高速铁路的全面建设，大量的大体积混凝土桥墩和基础出现在铁路桥梁的建设中，但是，大体积混凝土结构在施工以及服役的过程中要出现裂缝，这是一个不争的事实，因此，如何采取有效的施工方法和养护措施来减少这些危害裂缝的产生是迫切需要解决的问题。本文以青藏铁路西格二线西宁特大桥桥墩大体积混凝土工程为依托，利用有限元分析软件MIDAS/FEA分析了桥墩施工及养护期间混凝土的温度场和温度应力，并且从影响大体积混凝土温度场和温度应力的一些敏感性参数出发，探讨夏季高原干旱地区铁路桥墩大体积混凝土施工的防裂技术对策。其研究内容主要包括以下方面：（1）总结和学习大体积混凝土温度场和应力场的理论知识，介绍混凝土热力学参数的选取方法，主要包括混凝土的导热系数、导温系数、对流系数、热源函数等。（2）利用MIDAS/FEA对夏季施工的28#桥墩混凝土的温度场和温度应力进行仿真分析，给出桥墩混凝土温度和应力的时程曲线，并详细分析《大体积混凝土施工技术规程》（GB50496-2009）所规定的温控指标，包括混凝土的温升峰值、里表温差、混凝土表层与环境气温间的温差、降温速率等。（3）整理和分析现场实验数据，总结出夏季大体积混凝土温升曲线。同时，根据现场实测数据，利用传统的经验公式对温度场进行了估算。最后通过估算值、有限元计算结果与实测值进行对比，验证MIDAS/FEA仿真分析的可靠性、有效性。（4）从影响大体积混凝土温度场和温度应力的一些敏感性因素入手，紧紧围绕高原干旱地区、夏季施工这一特点，研究适用于夏季高原干旱地区铁路桥墩大体积混凝土施工的防裂技术措施。

关键词：高原干旱地区夏季铁路桥墩温度场应力场防裂技术