市域铁路梁式桥跨结构设计参数研究

[目的]TB 10624—2020《市域(郊)铁路设计规范》在编制的过程中,沿用了GB 50157—2013《地铁设计规范》和TB 10623—2014《城际铁路设计规范》的大部分内容。为了验证TB 10624—2020中梁式桥跨结构的挠跨比、自振频率及动力系数等设计参数制定的合理性,需对其进行深入研究。[方法]根据市域铁路与其他类型铁路在桥梁设计标准上的差异,基于车桥耦合动力仿真的理论计算,分析了市域铁路梁式桥跨结构的挠跨比、自振频率和动力系数的合理设计限值。[结果及结论]由于荷载的差异,市域铁路梁式桥跨结构挠度设计限值不宜沿用TB 10623—2014中的规定,需制定满足市域铁路自身的刚度的设计标准;提出了适合市域铁路梁式桥跨结构的自振频率设计限值;市域铁路桥梁采用TB 10002—2017《铁路桥涵设计规范》中客货混运铁路桥梁的动力系数是合理的,且有一定的安全保证。

轨道不平顺速度项对车桥动力响应的影响分析

轨道不平顺的速度项对车桥动力响应的影响,在以往车桥耦合振动分析中往往被忽略.首先阐述轨道不平顺速度项的概念和求解方法,然后对是否考虑轨道不平顺速度项所产生车桥振动响应的结果进行了分析比较.结果表明,两种计算差别比较显著,考虑轨道不平顺速度项的分析结果与实测数据更为接近.

高速铁路尼尔森拱桥车桥动力特性

应用车桥耦合振动理论分析了高速铁路尼尔森体系钢管拱桥车桥的动力特性,对该类桥的系梁、拱肋的动力特性以及列车过桥的平稳性进行了详细论述,最后对提篮式拱与平行式拱动力性能进行了分析比较。

墩体设计对梁跨结构振动的影响

以 3孔简支梁为对象 ,建立计算模型 ,从体系的自振特性和车振的特性分析墩体刚度和质量变化对梁体振动的影响规律。提出了临界墩高、临界墩顶刚度和临界梁墩刚度比等新的概念 。

车桥耦合振动迭代求解数值稳定性问题

本文首先建立简化的等效弹簧振子模型进行车桥耦合振动迭代求解稳定性理论分析,然后将分析结论推广到复杂车桥系统进行验证。论文揭示了迭代不收敛的机理,再现了分离迭代发散的现象,提出了解决或者改善迭代稳定性的方法。研究表明迭代计算稳定性主要由所采用的轮轨接触假设决定,轮轨密贴接触假设是迭代不收敛的主要根源,而采用轮轨非密贴接触假设基本不会导致迭代不收敛。若采用轮轨密贴接触假设,在足够小的积分步长下,轮对质量与轮轨接触处桥梁单元的节点集中质量之比是影响迭代稳定性的关键因素,而桥梁和车辆系统的刚度、阻尼是影响迭代稳定性的次要因素。可采取如下方法改善迭代稳定性:忽略轮对惯性力对桥梁的作用,采用迭代加速技术,选用较大的时间积分步长等。

基础-墩-梁组合体系自振特性变化规律分析

铁路桥跨结构的横向振幅关系到桥梁的正常使用性能和行车安全性,它不仅与梁体本身特性有关,而且受到基础-墩-梁组合体系自振特性的影响。文中应用能量法推导考虑基础弹性约束的墩梁体系横向基频的解析公式,并将其和有限元软件的计算结果进行比较,验证解析公式的正确性。结果表明:在进行基础-墩-梁体系横向自振特性分析时可以忽略墩底承台的影响;墩梁质量比越大的体系,其横向基频对基础弹性约束越敏感。提出基础墩梁体系频率敏感性指标的概念,分别针对重力式桥墩、轻型墩桥梁,对比分析增加墩柱刚度和基础刚度对提高体系横向基频的有效性,为工程设计提供参考。

城市轨道交通高架桥墩纵向刚度设计合理值探讨

根据城市轨道交通的特点制定合理墩台纵向刚度限值标准以提高轨道交通建设设计质量,减少不必要的工程投资是一项十分重要的工作。介绍了城轨高架桥墩纵向刚度设计限值依据和存在的问题。从高速铁路与城市轨道交通两者之间列车设计荷载的差别,分析了城市轨道交通高架线路桥墩纵向刚度放松最小设计限值的可行性。对上海轨道交通3号线既有墩台纵向刚度实际状况做了调研,验证了理论分析的合理性。南京、武汉等城市高架线路和上海轨道交通11号线南段工程的研究结果均表明,现行规范中桥墩纵向刚度限值存在很大的下调空间。

高速铁路桥梁梁墩基础体系列车过桥动力分析

以一座拟修建的预应力混凝土连续梁桥为对象 ,从梁桥体系、梁墩体系、梁墩基础体系 3个方面分析了高速列车过桥的车桥竖向动力特性。分析结果表明 :无论采用哪一种体系 ,车桥动力响应结果几乎相同。此外还分析了刚性基础墩身和弹性基础墩身的动力响应问题。

半穿式桁梁桥横向动力性能及其改善措施的研究

依据提速线（京沪）上现场测试结果和车桥耦合振动理论，分析了既有线提速后４４ｍ半穿式桁梁桥横向振动问题，结果均表明，提速客车通过该桥横向刚度仍能满足要求；提速货车横向刚度明显不足。同时提出提高横向刚度的几种措施并分析其作用效果。

铁路轻型墩墩顶横向位移限值确定的方法与分析

阐述既有桥梁检定规范关于墩顶振幅限值条文制订的依据、适用范围和存在的问题 ,提出根据既有桥梁检定规范确定轻型墩墩顶位移限值的等刚度法 。

上海地区铁路桥梁基础沉降和高速铁路桥式性能比较

对上海地区既有铁路桥梁基础沉降情况进行实地调查和实测，并根据常规计算方法进行沉降计算。理论计算和实测均表明，长桩基础的桥基沉降量很小。据此，讨论了沪宁高速铁路桥梁的合理结构体系，分析了连续梁桥和简支梁桥的结构性能和动力性能的优缺点。

高架轻轨桥梁设计参数取值分析

我国至今尚无城市轻轨高架桥梁设计规范 ,设计时均参考其它规范作为依据。根据轻轨高架桥梁的特点 ,对轻轨桥梁设计的城市参数合理取值进行了讨论与分析 ,并提出了建议值。

京九线贡水河特大桥主桥悬臂浇筑线型控制

论述京九线贡水河特大桥部分预应力连续箱梁主桥悬臂施工时线型控制方法，内容包括自重、预应力、徐变引起的变形分析、预抬高值的确定与设置、电算程序的编排和施工中的控制措施。

金婺斜拉桥索力作用下锚固横梁应力分析和设计

金婺斜拉桥拉索设计拉力高达１０７００ｋＮ，为国内罕见。运用有限元理论和ＳＡＰ９１、ＡＤＮＩＡ电算程序分析了该桥索梁锚固处的应力以及索力对主梁梁段内力的影响。根据应力分析结果，确定了构造及预应力筋设计，并进行了现场应力测试。实践表明，该桥索梁锚固分析方法是可行的，索梁结构方式是安全的。

公铁两用斜拉桥竖向振动和列车过桥走行性分析

本文应用车桥体系振动理论，分析了我国正在修建的一座公铁两用斜拉桥竖向动力特性及列车过桥时的平稳性，结果表明特大桥设计，虽然突破了桥规有关竖向刚度规定，但其动力特性。

鄂东长江大桥混合梁结合段受力分析

鄂东长江大桥为主跨926 m的混合梁斜拉桥,混合梁结合段采用有格室后承压板形式,钢与混凝土间通过焊钉和开孔板连接件结合。为得出连接件受力分布和内力分担比例,校核连接件布置,对该结合段局部格室建立空间有限元模型,并考虑相对滑移、承压接触和连接件作用进行受力分析。研究结果显示,连接件和承压板各分担约50%的轴压力。焊钉作用最大剪力约为40kN,开孔板连接件约为130 kN,开孔板传力作用明显。沿主梁轴向,钢格室应力平缓减小,混凝土轴向压力线性增加,结合段应力过渡平滑。计算结果与模型试验结果较为吻合。

板厚和加肋对槽型梁结构噪声的影响

考虑车辆、轨道和桥梁动力相互作用,用模态叠加法分析了槽型梁的结构噪声和不同构件的声压贡献量。分析表明:槽型梁底板对远场区结构噪声的影响大于腹板,增加底板厚度的降噪效果好于增加腹板厚度;设置横肋也能有效降低远场区和梁底结构噪声,横肋全跨布置比仅在跨中加密布置效果好;车速高时增设横肋的降噪效果好于车速低时。

考虑车体柔性的车桥耦合系统建模与分析方法

铁路车辆车体的柔性是其固有属性。假设车体为柔性体而轮对、构架为刚性体,并将车辆视为通过赫兹接触弹簧支撑在轮轨接触界面之上的空间结构。在通用有限元软件中采用刚度极大的梁单元建立轮对和构架模型,而采用刚度适当的梁单元建立车体模型,并利用弹簧单元模拟第一系和第二系悬挂线弹性刚度。将车辆悬挂系统的阻尼力、作用在轮对上的轮轨力作为虚拟力施加在车辆子系统上,将作用在轨道上的轮轨力类似地作为虚拟力施加在桥梁子系统上。对车辆线弹性有限元模型以及桥梁有限元模型进行模态分析,结合采用模态叠加法和拟力法形成车辆-桥梁耦合系统运动方程,运用迭代方法求解系统振动响应。对高速列车通过多跨简支梁时的刚性和柔性车体振动现象分别进行数值仿真再现,既验证了提出的计算方法,也表明考虑车体柔性对共振时车体加速度计算值有较大影响,而对桥梁加速度基本无影响。

上海虹桥车站人行走廊人致振动分析

采用模态综合与模态叠加理论、应用通用有限元软件与自编程序相结合的方法对上海虹桥站人行走廊的人致振动问题进行分析。考虑BS5400荷载、有序排列人群荷载和随机人群荷载三种荷载模式下的结构响应,指出在步频与结构频率相差较远时,可以采用BS5400荷载模式计算人致振动响应,而当人群荷载频率与结构频率相近时,可根据人群荷载同步调概率的高低选用有序人群荷载模型或随机人群荷载模型。并指出在人行荷载的各个参数中,步频对结构的加速度响应影响最大,其次是动载因子与人群荷载的同步调概率,最后才是人群荷载的集度;最后采用ISO10137标准对人行走廊的振动舒适性进行评价,结果显示接近结构基频的"步行"及"跑动"工况下,其振动舒适性较差。

城市轨道交通桥梁列车制动力试验研究

为研究城市轨道交通桥梁列车制动力及其传递规律,在某新建高架标准跨槽形梁上进行列车制动试验,得到车体最大减速度、有效制动力及钢轨附加力。测试结果显示:钢轨制动附加力远小于高速铁路无缝线路桥梁,且上部结构采用槽形梁可显著减小挠曲附加力;最大轨面制动力率为0.13,有效制动力率为0.10,轨面制动力率按现行规范取0.15偏于安全。建立梁轨相互作用有限元模型,计算试验荷载下钢轨附加力,将测试值与理论计算值进行比较,二者吻合较好。计算结果表明:有效制动力率随墩顶纵向刚度增大而增大,对常用跨度简支梁,有效制动力率可从0.09～0.15范围内选取。