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真空堆载联合预压沉降分析有关问题探讨

铁道标准设计 2022年

作者：韩志霞崔俊杰王凯刘浩中铁工程设计咨询集团有限公司

为研究真空联合堆载预压沉降规律并优化其分析方法，首先，分析堆载与真空预压的内在作用机理，进一步通过土力学理论分析堆载预压沉降计算方法；然后，通过现场监测试验分析手段，对真空预压地基内真空度衰减规律、真空预压的有效加固... 详细信息

为研究真空联合堆载预压沉降规律并优化其分析方法，首先，分析堆载与真空预压的内在作用机理，进一步通过土力学理论分析堆载预压沉降计算方法；然后，通过现场监测试验分析手段，对真空预压地基内真空度衰减规律、真空预压的有效加固深度等进行研究，进而对其与堆载预压附加荷载传递规律、计算压缩层厚度的差异进行对比分析；最后，探讨真空堆载联合预压沉降分析的合理规定与计算方法。研究表明：（1）对于真空预压，竖向排水通道的作用，不限于缩短排水路径，更决定了真空预压的有效加固深度；（2）真空预压有效加固深度为塑料排水板打设深度，堆载预压的压缩层深度以地基表面为起算面，采用附加应力与自重应力之比为0.1进行判定；地下水下降引起的压缩层深度可采用附加应力与自重应力之比为0.1计算，起算面为新的地下水位线；（3）对于真空堆载联合预压过程，可以看作真空荷载、堆载荷载分别预压的过程，可分别对其进行固结沉降分析，再进行叠加计算真空堆载联合预压的固结沉降，并通过修正计算其总沉降。

关键词：真空预压堆载预压真空度有效加固深度沉降分析

基于BIM公共数据环境的装配式建筑协同设计

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铁道标准设计 2023年第10期67卷 155-162页

作者：韩雪莹周清华吴洋刘昭李浩冉中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院济南250022 中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

装配式建筑是一种新兴的建筑形式,具有高效、环保、节能等优点,已经成为建筑行业重要的发展方向之一。装配式建筑设计过程中,建筑、结构和机电等专业需要频繁进行数据交互,设计方与生产厂、物流商、施工单位等也是数据高度耦合,沟通协... 详细信息

装配式建筑是一种新兴的建筑形式,具有高效、环保、节能等优点,已经成为建筑行业重要的发展方向之一。装配式建筑设计过程中,建筑、结构和机电等专业需要频繁进行数据交互,设计方与生产厂、物流商、施工单位等也是数据高度耦合,沟通协调量大。为解决设计阶段信息混乱、共享效率低等问题,推动不同团队、不同单位围绕设计工作展开高效协作,并最终提升装配式建筑设计协同度,为此,采用BIM公共数据环境(CDE)解决传统基于IFC、gbXML等国际标准进行数据交换存在的数据丢失问题,并建立一个基于BIM CDE的装配式建筑协同设计平台。该平台的核心为一种由“三要素”(通用数据、文件数据以及数据关系)组成的扁平化数据模型,对设计过程中形成的各种几何数据(如建筑、结构、机电等专业工程模型和数据)和非几何数据(如装配式建筑设计说明书、生产运输说明书、施工组织设计等)进行融合和存储管理。进而,以REST API的接口方式对资源的访问,包括建筑、结构、机电等专业之间的数据交换,以及设计、生产厂和施工单位之间的信息反馈,并梳理基于该平台的装配式建筑协同设计工作流程。该平台有助于实现装配式建筑设计阶段的专业协同与阶段协同,保障设计方案的可生产性与可实施性。

关键词：装配式建筑设计协同 BIM 公共数据环境

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郑济高铁黄河特大桥主桥设计

桥梁建设 2020年第3期50卷 86-91页

作者：陈进昌金令郭煜中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055 中国中铁大桥局集团有限公司湖北武汉430050

郑济高铁黄河特大桥根据线路总体走向,经防洪影响评价论证,确定主桥长度为2016 m。由于大桥法线与主流方向约有10°夹角,平层布置桥面宽度过大,影响河势发展和临近险工,因此该桥确定采用双层桥面布置。考虑郑济高铁设计速度为350 km/h,... 详细信息

郑济高铁黄河特大桥根据线路总体走向,经防洪影响评价论证,确定主桥长度为2016 m。由于大桥法线与主流方向约有10°夹角,平层布置桥面宽度过大,影响河势发展和临近险工,因此该桥确定采用双层桥面布置。考虑郑济高铁设计速度为350 km/h,为避免黄河桥限速,确定采用无砟轨道结构。经桥式方案比选,主桥选择刚度最优、经济性最好的变高度连续钢桁梁桥,桥跨布置为(112+6×168+112)m+7×112 m。主梁采用三主桁下弦加劲钢桁梁,通过支点处设加劲弦的方式增加梁高,改善结构受力并使桥梁立面呈现拱形构造。铁路桥面采用正交异性钢桥面板,公路桥面采用混凝土桥面板。下部采用矩形承台+三柱式圆端形桥墩。主桥变高连续钢桁梁采用双侧栈桥配合龙门吊机悬臂拼装的方法架设。

关键词：公路铁路两用桥高速铁路连续钢桁梁桥式方案比选结构设计施工方案

铁路工程地质遥感专题数据库建设方法及应用研究

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铁道标准设计 2023年第10期67卷 34-39页

作者：薛宇腾谢猛黄新文李纯周清华中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

为了提高铁路工程地质遥感解译的工作质量,实现铁路工程地质遥感数据的集成化管理,解决遥感解译工作中基于多源数据综合分析困难的问题,充分挖掘数据价值,对铁路工程地质遥感专题数据库建设方法和应用进行研究。针对铁路工程地质遥感数... 详细信息

为了提高铁路工程地质遥感解译的工作质量,实现铁路工程地质遥感数据的集成化管理,解决遥感解译工作中基于多源数据综合分析困难的问题,充分挖掘数据价值,对铁路工程地质遥感专题数据库建设方法和应用进行研究。针对铁路工程地质遥感数据的内容、类型和特征进行分析,将数据库分为基础地理信息数据、遥感数据和解译成果数据;规定了基础地理信息数据的数据内容和入库标准,提出不同解译内容和精度要求需要的遥感数据,以及其采集与处理原则;最后提出解译成果数据库的设计原则,明确数据制作标准,并提供了几种地质现象的数据库设计参照表,基于上述论述形成专题数据库的建设方法。以某山区铁路为例,应用该方法进行工程地质遥感专题数据库的建设,详述某滑坡解译成果数据的制作原则和过程,利用GIS系统的统计分析、空间分析功能,分析滑坡的几何与属性关系。研究成果可实现对地质遥感解译全过程数据的综合管理和应用,为同类型铁路工程地质遥感专题数据库的建设和应用提供参考。

关键词：铁路工程工程地质遥感解译专题数据库 GIS 山区铁路

BIM技术在高速铁路32 m简支箱梁钢筋优化设计中的应用

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铁道标准设计 2023年第10期67卷 114-120页

作者：段盟君陈海涛邓运清罗天靖中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

我国高速铁路桥梁以32 m预应力混凝土简支梁桥为主,在32 m简支箱梁结构优化设计的基础上,为提高设计精度、优化钢筋布置、节省钢材用量、降低施工难度,将BIM技术应用到32 m简支箱梁的钢筋优化设计中。基于BIM技术在铁路工程领域的应用研... 详细信息

我国高速铁路桥梁以32 m预应力混凝土简支梁桥为主,在32 m简支箱梁结构优化设计的基础上,为提高设计精度、优化钢筋布置、节省钢材用量、降低施工难度,将BIM技术应用到32 m简支箱梁的钢筋优化设计中。基于BIM技术在铁路工程领域的应用研究,采用Bentley平台软件对优化后的32 m简支箱梁进行BIM建模,主要结论如下:(1)实现了精细化简支箱梁BIM模型,外部结构包含参数化箱梁主体、梁体孔道、吊梁混凝土块等细部结构,内部结构包含全部梁体钢筋、预应力体系和多种预埋件等结构,以三维可视化的方式将各结构之间的空间位置关系表达清楚;(2)采用软件的冲突校核功能进行钢筋碰撞检查,重点针对梁端处、梁截面变化段及预应力管道周围的钢筋进行优化设计,共节省钢筋用量1281.59 kg,约占整孔箱梁钢筋用量的2.5%;(3)对箱梁的内部结构进行BIM模型还原与钢筋深化设计,提前解决施工难题,现场指导钢筋大样的制作、梁体钢筋的试拼与绑扎,显著减少施工过程中的钢筋安装问题,可为铁路简支箱梁的BIM技术应用提供参考。

关键词：高速铁路简支箱梁信息模型 Bentley平台钢筋碰撞优化设计

堆载条件下软土地区桥梁桩基础负摩阻力受力机理及特性研究

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铁道标准设计 2023年第4期67卷 67-72页

作者：魏宇中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

某主跨为97.6 m的下承式系杆拱桥桥墩设置在黄河大堤外侧的淤背区,由于其内堆载土的逐年抬升使得桩基础受到负摩阻力作用。为准确把握负摩阻力的受力机理以及对桩身承载能力的影响,分别采用公路和铁路桩基础设计规范中的计算方法,并结... 详细信息

某主跨为97.6 m的下承式系杆拱桥桥墩设置在黄河大堤外侧的淤背区,由于其内堆载土的逐年抬升使得桩基础受到负摩阻力作用。为准确把握负摩阻力的受力机理以及对桩身承载能力的影响,分别采用公路和铁路桩基础设计规范中的计算方法,并结合有限元方法,计算了有无套筒条件和不同堆载土高度条件下桩基的受力特性,研究了负摩阻力的受力机理和分布特性,获得了桩身在负摩阻力影响下的轴力。计算结果表明:填土前,桩身最大轴力在桩顶以下15 m深度处;施加填土荷载后,桩身轴力增加60.2%,最大轴力位置在桩顶以下50 m深度处。钢套筒虽然能减小其范围内桩基最大负摩阻力的75%~78%,但由于桩基中性点下移和钢套筒范围外负摩阻力的增大,桩基的最大轴力值仅减小5%,整个桩基的沉降量相差最大为2%。由以上结果可知,钢套筒无法有效提升负摩阻力影响下的桩基承载力,因此提高桩身材料强度是提升其承载力的可行方案。

关键词：铁路桥墩桩基础桩周负摩阻力桩基中性点有限元法填土荷载钢套筒

高速铁路常用跨度32m预应力混凝土简支箱梁优化设计研究

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铁道标准设计 2023年第9期67卷 76-82页

作者：陈海涛邓运清徐升桥中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

我国高速铁路桥梁以常用跨度32 m预应力混凝土简支梁桥为主,在充分吸收前期设计、工程实践和科研成果的基础上,对时速350 km和时速250 km系列的32 m跨度简支箱梁,从梁高、预应力体系、细部构造尺寸等方面进行优化设计研究。通过优化箱... 详细信息

我国高速铁路桥梁以常用跨度32 m预应力混凝土简支梁桥为主,在充分吸收前期设计、工程实践和科研成果的基础上,对时速350 km和时速250 km系列的32 m跨度简支箱梁,从梁高、预应力体系、细部构造尺寸等方面进行优化设计研究。通过优化箱梁结构尺寸、应用高强度预应力钢绞线和大吨位锚具等方法,减小了箱梁的腹板厚度,减少了梁体的材料用量和梁体质量,同时也简化了箱梁的施工工序;对优化前后的简支箱梁进行车桥耦合计算及对比,在德国低干扰谱下,梁高3.0 m满足1.2倍设计速度的检算要求,梁高2.8 m满足1.1倍设计速度的检算要求;对不同梁高箱梁在设计时速400 km高速铁路下的适应性进行分析,仅3.0 m梁高方案可满足1.1倍设计速度的检算要求;开展经济性对比研究,一孔32 m简支箱梁优化后造价减少5万元左右,减少7.17%~7.46%,梁高2.8 m的造价略低于梁高3.0 m的造价。

关键词：高速铁路铁路桥梁预应力混凝土简支箱梁优化设计预应力体系大吨位锚具动力性能经济性

耐候钢-混凝土组合结构加劲梁悬索桥的技术创新

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铁道标准设计 2023年第7期67卷 1-6页

作者：徐升桥邹永伟金令高静青中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

怀来县官厅水库特大桥是北京冬奥会的配套工程,全国首座采用免涂装耐候钢的组合结构加劲梁悬索桥,720 m主跨为我国北方地区最大跨度桥梁。采用钢-混组合结构作为悬索桥的加劲梁,可从根本上解决钢桥面板开裂、桥面铺装病害等问题,同时大... 详细信息

怀来县官厅水库特大桥是北京冬奥会的配套工程,全国首座采用免涂装耐候钢的组合结构加劲梁悬索桥,720 m主跨为我国北方地区最大跨度桥梁。采用钢-混组合结构作为悬索桥的加劲梁,可从根本上解决钢桥面板开裂、桥面铺装病害等问题,同时大幅降低运营维护费用;免涂装耐候钢,具有经济、环保的特点,但国内缺少大规模成功应用的工程范例,也没有免涂装耐候钢桥设计及施工标准。结合大桥建设的条件和要求,对大跨度悬索桥钢-混组合结构加劲梁、高性能耐候钢轧制及焊接、耐候钢桥梁锈层稳定化及制造架设等三大难题开展了技术研究。研究结果表明:钢-混组合梁采用密横梁结构,设置2道次纵梁作为下稳定板,外侧设置风嘴,颤振临界风速达到51.5 m/s,钢-混组合结构加劲梁与抗风措施对千米级悬索桥具有较好的疲劳受力性能和经济适用性;耐候桥梁钢采用“微合金化、热机械轧制”生产工艺,研制的配套焊材与焊接方法具有“耐候性、高韧性”特点,焊缝耐候指数大于6.2,实现了钢结构桥梁低碳建造、绿色环保;采用免涂装耐候钢,与“普通钢材+涂装”相比,全寿命周期成本降低约55%;耐候桥梁钢采用加速锈层稳定化工艺,以及钢-混组合结构加劲梁架设方法,满足了大跨度悬索桥建设与运营的要求。

关键词：悬索桥公路桥免涂装耐候钢钢-混组合梁抗风措施疲劳焊接锈层稳定化

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长联大跨公铁两用桥减隔震设计研究与应用

铁道标准设计 2022年第9期66卷 96-101页

作者：杨喜文任为东雷昕弋杨海洋中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

公铁两用桥通常位于跨越大江大河的咽喉位置,是重要的生命线工程。不同于斜拉桥和悬索桥等柔性结构本身具有长周期的特点,长联大跨公铁两用连续梁桥质量大、刚度大、抗震设防类别高、抗震设计困难,且超出了现行规范的适用范围。为研究... 详细信息

公铁两用桥通常位于跨越大江大河的咽喉位置,是重要的生命线工程。不同于斜拉桥和悬索桥等柔性结构本身具有长周期的特点,长联大跨公铁两用连续梁桥质量大、刚度大、抗震设防类别高、抗震设计困难,且超出了现行规范的适用范围。为研究这类结构的抗震设计方法及减震效果,以郑济铁路黄河公铁两用桥为项目背景,从概念设计的角度确定结构的抗震体系,研究长联大跨公铁两用连续钢桁梁桥的减隔震设计方法。通过减隔震设计和地震位移控制,安全评估地震作用下,中墩基础剪力反应减小40%以上,弯矩减小50%以上,支座地震位移约250 mm。实现了功能评估地震作用下保持正常使用状态,安全评估地震作用下保证生命安全、震后可恢复的性能目标。

关键词：长联大跨桥梁公铁两用桥减隔震设计摩擦摆支座黏滞阻尼器