高速铁路简支箱梁的温差控制

针对高速铁路简支箱梁施工过程因混凝土内外温差过大出现温度裂缝的问题,提出了箱梁预应力孔道通水和内腔通风的温差控制措施.确定了混凝土温度应力场仿真参数的取值,并通过温度场仿真结果与试验结果的对比,验证了参数取值的准确性.对自然养护状态下和温度控制措施下简支箱梁温度应力场进行仿真分析的结果表明:通过温差控制措施,简支箱梁混凝土的最大压应力由支点截面段的2.77 MPa降至跨中截面段的2.21 MPa,最大拉应力由支点截面段的1.255 MPa降至跨中截面段的1.00 MPa,从而有效控制温度裂缝的产生.我国规范规定的15℃的温差限值显得过于严格,可放宽至20℃.

预制混凝土箱梁快速降温的措施及效果分析

在客运专线建设过程中,预制箱梁占据了重要地位。预制箱梁施工中,梁体温度过高,降温速率过慢,严重影响了箱梁的施工质量和工程进度。针对该问题,提出了在预应力孔道中通入循环水等降温措施,并对采取不同措施的预制箱梁进行了温度测量,将其结果做了对比分析。测量结果显示,提出的降温措施能有效降低预制箱梁最高温度,加快箱梁降温速率,减小箱梁内外温差。

近断层地震下大跨度铁路钢桁架拱桥减震技术研究

以我国某主跨400 m的铁路钢桁架拱桥为工程背景,采用低频速度脉冲叠加高频记录底波的方法合成近断层脉冲型地震动开展动力时程分析,研究了大跨度铁路钢桁架拱桥的响应特性及纵、横桥向减震技术。结果表明,近场脉冲型强震作用下,各构件的响应较未考虑脉冲效应时明显增大,交界墩墩底及横梁、引桥墩墩底等截面破坏严重,支座破坏严重,梁台存在碰撞风险。全桥布置摩擦摆支座可降低主拱应力,但无法有效控制桥墩弯矩响应,且会放大梁端位移;“摩擦摆支座+黏滞阻尼器”的纵桥向减震方案可使主拱应力、交界墩底弯矩、梁端位移分别下降28.53%,63.23%,22.52%,减震效果明显;横桥向增设防屈曲支撑可大幅减小桥墩横梁地震响应,交界墩下、中横梁弯矩降幅分别达58.89%, 62.48%。采用上述组合减震措施可提升桥梁的整体抗震性能,满足抗震设防要求,可供同类型桥梁的减震设计参考。

高速铁路跨度40m预应力混凝土简支箱梁技术经济性研究

高速铁路40 m简支箱梁丰富了标准梁跨度序列,对提高桥梁跨越能力、提升铁路桥梁建造水平具有重要意义。系统介绍40 m简支箱梁的研究背景、结构设计及其主要技术创新,全面开展40 m梁与现行32 m梁通用图、盐通32 m梁的技术经济性对比分析及联调联试实测验证。研究结果表明:静力性能方面,40 m梁基频小于32 m梁,静活载挠跨比和梁端转角大于32 m梁,残余徐变上拱与32 m梁相当;动力性能方面,轮重减载率比32 m梁有所增加,其余动力参数基本相当;经济性方面,梁部造价分别增加0.07万元/m和0.23万元/m,在高桥墩及跨越湖泊、河滩等情况下,40 m梁相对于32 m梁具有一定的经济优势。提出全面收集建设运营数据、加强理论研究、40 m简支箱梁可按抗震设防类别C类设计等建议。

UIC国际铁路标准《高速铁路设计工程接口》IRS 60683制定研究

接口设计是高速铁路系统集成设计的重要环节,UIC国际铁路标准《高速铁路设计工程接口》IRS 60683旨在为世界高速铁路工程接口设计提供解决方案。本文阐述该标准的编制背景和编制原则,研究确定标准编写范围及架构,明确工程接口概念,系统梳理高速铁路工程接口关系,从轨道与线下结构接口设计、基础设施与通信信号接口设计等8个方面分析《高速铁路设计工程接口》的主要内容。标准编制中,全面纳入了我国综合接地系统、站城一体化模式、电缆引下方式等成功经验,助力我国铁路“走出去”。工程接口设计标准在各国和国际标准化组织中属首次编制,体现了UIC标准的指导性和引领性,对提升UIC在国际标准化领域的影响力具有重要意义。

铁路防治危岩落石桥梁-棚洞一体化结构设计研究

危岩落石灾害是世界范围内高山峡谷地区一种常见的地质灾害类型,具有分布范围广、破坏力强、发生突然等特点,对其危害范围内的构筑物和人类活动构成了严重威胁。当受种种条件限制,考虑空间、地形和投资等因素,桥梁-棚洞一体化结构在提高山区铁路危岩落石防治技术综合水平、保障铁路运营安全方面优势明显。基于RocFall等软件,探讨了危岩落石的冲击计算参数、冲击能量、影响范围、桥梁-棚洞一体化结构的防护能级与防护范围等,提出适用于高速铁路常用跨度32 m简支箱梁的钢筋混凝土刚架式桥梁-棚洞一体化结构设计方案。结果表明:钢筋混凝土刚架式桥梁-棚洞一体化结构在500 kJ的防护能级及以下是可行的;主力(单线活载)+落石冲击荷载为最不利荷载组合,也是结构设计的荷载控制组合,此时结构响应和各项指标满足规范要求。

单轨交通轨道梁快速替换中的目标线形

轨道梁是跨座式单轨交通的重要组成部分,要实现轨道梁在人为或自然条件下发生损毁时的快速替换,必须对轨道梁快速替换的目标线形进行研究,探求用有限类型的目标线形实现对任意线形轨道梁的快速替换.以重庆单轨交通轨道梁为研究对象,分析了轨道梁快速替换中目标线形分析的边界条件,提出了基于整体替换原理的轨道梁快速替换目标线形分析方法.通过对轨道梁平曲线目标线形分析得到由三种圆曲线(R=119、190、476 m)和直线组成的"三曲一直"轨道梁平曲线线形整体替换方案.分析表明,轨道梁线形替换中可以不考虑竖曲线的影响,目标线形能够实现对所有线形轨道梁的线形替换.

中国高速铁路标准国际化实践与思考

国际铁路标准在国际铁路市场中发挥着基础性和战略性作用,高速铁路标准国际化将中国高铁标准融入国际标准,是推动铁路建设、技术、装备“走出去”的重要举措。国际铁路联盟(UIC)《高速铁路实施》《高速铁路设计》系列标准由中国专家组主持制定,全方位纳入了中国高速铁路核心技术与关键参数,为世界高速铁路建设运营提供了基于中国技术的成套解决方案,是推动中国铁路标准国际化的重要实践。主导国际标准制修订,在国际标准中融入中国高速铁路核心优势关键技术,对于提升中国铁路国际影响力、促进世界高速铁路发展具有重要意义。

东北寒冷地区公路新型基层材料研究

本文系统试验研究了Base Seal加固剂加固土在最佳配合比下的无侧限抗压强度、水稳定性、冻稳定性、室内回弹模量和抗裂性等路用性能指标,分析了土壤加固剂加固土的强度形成机理。结果表明：Base Seal土壤加固剂加固土是一种适合东北寒冷地区的优良的公路基层材料。

铁路标准梁服役性能评估指标分析及选取

我国铁路桥梁中常用跨度标准梁桥占总量的95%左右。大部分既有铁路桥梁运营期间由于长期服役出现材料性能老化、疲劳累积损伤等,使得结构性能产生不同程度的劣化。客观全面地确定影响既有铁路标准梁运营状态的评估指标,对精确把握铁路桥梁健康状态,保证铁路桥梁良好的运营性能具有重要意义。从铁路标准梁桥运营阶段功能需求出发,在现有铁路桥梁监测检测方法的基础上,以科学合理、系统兼容、成熟可靠为基本原则,综合考虑现有铁路桥梁检定规范及服役性能评估相关研究,结合铁路标准梁检定试验案例及各评价指标之间的相关性,论证分析得到影响铁路标准梁桥运营期间结构安全的主要评估指标为桥梁竖向挠度、桥梁自振频率、桥梁竖向振幅和桥梁横向振幅,为铁路标准梁运营期间安全评估问题提供了指标参考。

千米级铁路悬索桥列车荷载加载长度研究

研究目的:千米级铁路悬索桥主跨长度超过所在线路开行列车最大编组长度后,全桥布满列车荷载的加载方式与桥梁服役期间实际承受的列车荷载不符,应对此类桥梁列车荷载合理加载长度进行研究。本文以某在建铁路悬索桥为研究对象,采用有限元方法计算各主要构件内力与位移影响线,结合实际列车长度研究列车荷载加载长度对各构件受力特征的影响。研究结论:(1)主缆、吊杆、主塔的内力与位移影响线在主跨范围内全为正或负,主桁架、平联内力影响线与加劲梁位移影响线的正值段长度约为主跨长度的一半,横联与桥面系的内力影响线数值在其附近约五个节间范围内出现峰值;(2)随着列车荷载加载长度的增大,各构件内力与位移的增大幅度逐渐减小;(3)综合考虑实际列车长度及各构件受力特征随加载长度的变化规律,建议该悬索桥列车荷载加载长度取为550 m;(4)本研究成果可为千米级悬索桥的理论研究和工程设计提供参考。

我国高速铁路桥梁设计技术及探索

为促进我国高速铁路桥梁的建设发展,在回顾该类桥梁的发展历程和成就的基础上,对该类桥梁的设计技术进行总结和探索。分析常用跨度简支箱梁的动力性能和后期变形控制、大跨度混凝土梁式桥及组合结构的设计参数和极限跨度、大跨度上承式拱桥的结构形式和施工方法等关键技术;研究大跨度斜拉桥主梁的竖向刚度、横向平面曲线半径、梁体扭曲、梁体扭转等主要参数取值;开展铁路悬索桥应用的探索,提出大跨度缆索支承桥梁的运行速度、合理刚度等亟待解决的问题。从设计理论、材料、结构形式、装备和施工工艺等方面提出我国高速铁路桥梁的发展方向。

高速铁路共振问题相关标准研究

为保证高速铁路的安全优质运营,标准规定中应防止共振现象的发生。高速铁路共振按结构质量、作用位置等可分为车桥系统、弓网系统、轮轨系统和其他部件等4个类别,梳理高速铁路共振研究现状及相关标准规定,分析我国铁路工程标准设计执行标准的情况。通过国内外高速铁路相关标准对比发现,国内外主要共振标准的规定大体相当。现场试验数据表明:我国高速铁路车桥系统和弓网系统均不会产生共振现象,轮轨系统和其他部件在采取相关措施以后也不会出现共振现象。提出我国高速铁路有关标准仍需完善、基础理论研究尚需深化、系统配套研究需进一步加强等下一步工作建议。

UIC国际铁路标准IRS60672《高速铁路实施--可行性阶段》主要内容及特点(上)--可行性研究、财务评价和经济评价、初步设计

可行性阶段对高速铁路项目的立项建设至关重要。从子阶段目标、主要研究内容、风险以及财务等方面介绍了可行性阶段中的可行性研究、财务评价和经济评价、初步设计等三个子阶段,阐述了UIC标准更注重项目全寿命周期、系统整体、可靠与安全、财务可行等主要特点,从纳入我国高速铁路标准、设计指标、核心技术、网运一体管理模式等方面探讨了该标准的编制对我国高速铁路标准走出去及高速铁路走出去的贡献。

UIC国际铁路标准IRS60672《高速铁路实施——可行性阶段》主要内容及特点(下)——环境影响评价、综合评估、项目审批

可行性阶段对高速铁路项目的立项建设至关重要。从子阶段目标、主要研究内容、风险以及财务等方面介绍了可行性阶段中的环境影响评价、综合评估、项目审批等三个子阶段,阐述了《高速铁路实施》系列标准更突出高速铁路项目环境保护的特点,探讨了综合评估和项目审批子阶段系统全面总结高速铁路建设经验的特征,从纳入我国高速铁路标准和成功经验、调整我国标准较少涉及内容等方面探讨了该标准的编制对我国高速铁路标准"走出去"及高速铁路"走出去"的贡献。

沥青基灌浆料灌浆引起的结构预应力损失研究

以铁路桥梁常用后张法预应力混凝土简支箱梁为研究对象,运用仿真及一榀6.3 m长、内含2孔预应力孔道的后张法预应力混凝土简支梁模型试验,进行沥青基灌浆料灌浆引起预应力损失研究。结果表明:灌浆引起的预应力损失由灌浆引起的预应力钢绞线应力松弛、钢绞线与混凝土的热膨胀差和混凝土温度徐变等造成的预应力损失组成;灌浆过程中,预应力钢绞线与混凝土热膨胀差造成的预应力损失可分为灌浆初期快速增长、灌浆过程中缓慢降低、灌浆结束时快速降低和结束后缓慢降低4个阶段;试验梁在不同工况下的预应力损失实测数据与计算结果基本一致,说明本文提出的灌浆引起的结构预应力损失计算方法准确有效;不同灌浆浆体温度和灌浆持续时间条件下,灌浆引起的结构长期预应力损失比较接近,损失值较小;灌浆浆体温度为180℃、灌浆持续时间为30 min时,灌浆引起的长期预应力损失约为2.73%。

跨“V”形峡谷大跨度铁路悬索桥减震研究

以位于高烈度区、跨"V"形峡谷的千米级跨径铁路悬索桥为研究对象,建立全桥精细化数值模型,通过设计和罕遇地震动的一致激励和考虑"V"形峡谷地形效应的非一致激励下桥梁结构的响应分析,进行该桥的抗震性能和减震研究。结果表明:非一致激励地震动作用下,该桥的主塔内力、纵桥向梁端位移、主缆和吊杆拉应力等相对一致激励均有不同程度的降低,但主塔变厚度处截面弯矩接近设计限值,主梁梁端及柔性中央扣的地震响应超限;采用耗能型中央扣可使纵桥向梁端位移降低49.78%,并解决柔性中央扣拉应力超限破坏的问题,但会增大西侧主塔的内力响应;在塔梁连接处设置黏滞阻尼器可使主塔弯矩、剪力及梁端位移分别降低19.87%,14.20%和70.55%,但柔性中央扣仍因应力过大而被破坏;采用耗能型中央扣+黏滞阻尼器可使主塔弯矩、主塔剪力、梁端位移、主缆应力、吊杆应力分别下降24.01%,18.84%,72.42%,7.14%和11.38%,耗能型中央扣峰值内力未超出其极限承载力,有效地控制了结构关键构件的地震响应,满足该桥的抗震设防要求。

UIC国际铁路标准IRS60674《高速铁路实施——施工阶段》主要内容及特点

施工阶段将高速铁路项目由设计变为现实。从子阶段目标、主要研究内容、基础资料以及风险等方面介绍了高速铁路施工阶段的施工计划、施工管理、测试及运行试验等三个子阶段,阐述了《高速铁路实施》系列标准更突出高速铁路项目环境保护、更加重视施工计划的特点,从纳入我国高速铁路施工中常用的关键路径法、横道图等方法,完善招标程序,纳入安全管理、费用管理、竣工验收管理等施工管理内容,弱化互联互通等技术要求等方面探讨了该标准的编制对我国高速铁路标准走出去及高速铁路走出去的贡献。

行波激励下高烈度区特大铁路悬索桥减震技术研究

为研究行波激励下高烈度区大跨度铁路悬索桥的地震响应特性及减震技术,以我国某千米级跨径铁路悬索桥为对象,建立数值模型开展多点激励时程计算,分析行波效应对结构响应的影响及不同装置的减震效果。研究结果表明:各构件响应随视波速的增大及行波方向的改变未呈规则分布;特定视波速(750,1 000,2 000 m/s)下,行波共振现象会放大响应的变化幅度,由此对结构抗震设计造成的不利影响需格外关注。较一致激励,行波效应可使梁端位移、东塔塔底弯矩下降64.20%和41.24%,使塔顶位移、西塔塔底弯矩增大116.06%和46.51%。主梁跨中布置耗能型中央扣可避免柔性中央扣因应力过大而破坏;“耗能型中央扣+E型钢阻尼器”措施可大幅降低梁端位移,但会增大桥塔轴力;“耗能型中央扣+黏滞阻尼器”的组合减震方案可同时降低结构的位移及内力响应,更适用于高烈度区大跨度铁路悬索桥的减震控制。

铁路常用跨度标准梁技术发展与创新

标准梁是我国铁路桥梁的主要型式。为进一步适应铁路桥梁高质量发展需要,系统介绍高速铁路简支箱梁、客货共线铁路简支箱梁和T梁、盐通梁、高速铁路40 m简支箱梁等标准梁通用图的技术发展与创新,计算各系列标准梁的主要技术经济指标。技术经济性对比结果表明:客货共线铁路简支箱梁技术性能优于简支T梁,全寿命周期总成本比简支T梁低约27%;盐通梁技术性能满足规范要求,与高速铁路简支箱梁相比每孔节省投资约4.9万元;40 m简支箱梁技术性能与现行32 m箱梁基本相当,每延米造价高约3.5%,但采用40 m箱梁可减少桥墩数量,墩高越高,经济性越好。提出加强桥梁标准和关键技术基础研究、推动BIM技术在铁路桥梁建设中的应用等建议。