CFRP-钢箱混凝土变截面新型跨座式轨道梁设计优化

为满足新型跨座式单轨系统需求,提出一种碳纤维复合材料(CFRP)-钢箱混凝土组合轨道梁形式。通过数值模拟试验,探究钢箱上室混凝土厚度对荷载作用下的钢箱混凝土轨道梁跨中顶面、底面、上室混凝土最大应力及竖向挠度的影响,得出钢箱上室混凝土的适宜厚度;在此基础上考虑运行维护阶段轨道梁抗弯性能需求,通过梁底粘贴预应力CFRP提高其抗弯性能,经分析得出钢箱混凝土变截面组合轨道梁跨中竖向挠度随梁底粘贴CFRP长度的变化趋势并给出CFRP-钢箱混凝土轨道梁的设计建议。研究结果表明:该CFRP-钢箱混凝土变截面新型跨座式单轨轨道梁抗弯性能良好,可满足实际工程需要。

公铁混合布置大跨度斜拉桥主梁断面形式研究--以赣江公铁大桥西支主桥设计为例

以赣江公铁两用大桥西支主桥设计为例,研究一种适应上层8车道公路、下层对称双线铁路+4车道公路混合布置的主梁断面形式。提出带挑臂双索面箱桁组合断面、带挑臂单索面箱桁组合断面、矩形箱桁组合断面、矩形钢桁梁断面4种主梁断面方案,采用有限元软件分析各方案静动力性能及受力特点,综合考虑方案构造特点、技术指标、工程数量、公铁运营安全、景观效果等,确定该桥选用带挑臂双索面箱桁组合断面。该桥斜拉索最大索力16000 kN,锚固在下层钢箱梁两侧,通过有限元实体分析对锚拉板和钢锚箱式两种索梁锚固形式进行比选研究,钢锚箱形式受力合理、应力水平低、经济性好,设计采用钢锚箱形式。带挑臂双索面箱桁组合断面桥面空间布置合理、下层公铁行车干扰小、梁端竖向变形最小、经济性好,是一种适应公铁混合布置大跨度斜拉桥主梁断面形式。

横向静载作用下轨道交通预应力混凝土U型梁裂缝开展研究

为探究轨道交通预应力混凝土U型梁结构在腹板横向受力情况下的裂缝开展状况,通过回顾总结其裂缝开展成因,并以实际工程中的某标准梁段为例,进行了横向静载破坏试验,分析了U型梁结构在横向受力下的应变、挠度变化规律以及裂缝发育和损伤状况。研究结果表明,在横向对称荷载作用下,随着加载级的增大,U型梁展现出良好的整体性能和横向抗裂性能;该梁的裂缝损伤首先出现在腹板和底板处,随后逐步扩展到底板与腹板的连接部位;在破坏加载级下,腹板与翼缘发生破坏性裂缝损伤和明显的外扩变形;在高于规范撞击力建议值2倍的横向静载作用范围内,试验梁能够保持弹性工作状态,验证了采用美国ACI规范中对于列车脱轨撞击力的建议值进行U型梁横向抗撞设计的合理性。该研究成果可为轨道交通预应力混凝土U型梁的力学性能研究和结构优化设计提供更多参考。

悬挂式轨道梁与道岔梁间锁定补偿机构

[目的]为了补偿悬挂式单轨交通系统中移动式道岔在轨道梁与道岔梁接口之间预留的转辙安全缝隙,实现道岔转辙到位的可靠锁定,提高列车通过岔区时的安全性及旅客舒适度,提出一种梁间锁定补偿一体化机构,即锁定与补偿功能共用一处动力源,实现道岔转辙到位后先锁定再补偿的时序要求。[方法]介绍了悬挂式单轨道岔的应用现状及主要存在的问题,并对其应用场景进行了分析;介绍了悬挂式轨道梁与道岔梁的梁间锁定补偿机构的设计组成,并对该机构的运动工作原理进行了分析。[结果及结论]所提锁定补偿机构整体外形结构尺寸紧凑,能够满足悬挂式单轨移动式道岔梁与轨道梁之间狭小的安装空间。该机构通过一体化连杆的空间布局设计实现了梁间的可靠锁定、道岔梁与轨道梁间的接缝补偿,以及满足了锁定与补偿两处功能先锁定再补偿的时序要求。

水中墩台顶短滑道梁上钢梁节段架设技术

依托沪苏通长江公铁大桥辅助墩顶钢梁施工工程,提出水中墩台顶短滑道梁上钢梁节段架设技术,滑道长度显著短于梁段总长,避免了扩大支架范围、设置水中立柱,并通过设置配重水箱及拖拉、顶升设备,在墩顶3个整节段钢梁架设及悬臂端合龙施工过程中,大幅提升了滑道梁及设备利用率,实现了整体姿态和线形的灵活调整。在节段三桁上下弦变形不匹配的条件下通过采用合理的对接方案,可以在提高临时结构利用率、保障安全性的同时,实现节点高效精准对接。

高速铁路大跨度连续斜拉桥上梁端一体化装置性能研究

目前大跨度斜拉桥上铺设无缝线路,梁端处需设置梁端伸缩装置和钢轨伸缩调节器以降低钢轨产生较大的附加应力,但此结构无法协调较大的梁轨相对位移,应用范围有限。为此,提出了一种梁端一体化装置结构,能适用于较大的梁缝伸缩情况且伸缩阻力较小,经过现场应用效果良好。针对时速350 km下高速列车能够平稳通过大跨度斜拉桥无缝线路梁端的要求,建立了相关三维梁端车-线-桥耦合模型,确定了轮轨接触关系,验证该结构在大跨度斜拉桥下对于高速列车平稳运行的适用性。结果表明:温度和梁端转角作用下钢轨会产生一定变形,钢轨垂向变形大于横向变形,最大垂向位移达到15.71 mm。对比仅施加德国低干扰不平顺谱,叠加温度或梁端转角变形后行车过程中的梁端一体化装置动力响应增大,且对钢枕振动垂向加速度的影响较为明显,从38.92 m·s^(-2)上升至48.69 m·s^(-2),增加25.1%。相比之下,极限拉伸状态比极限压缩状态下行车过程中的梁端一体化装置结构响应大,钢枕垂向加速度从40.64 m·s^(-2)上升至62.39 m·s^(-2),增加53.5%,应在高温拉伸状态下对梁端一体化装置性能进行定期检测。梁端一体化装置在以上工况下的响应均满足标准规范要求,本研究可为其在列车高速运行通过大跨度斜拉桥梁端时的铺设提供参考。

高速磁浮维修基地轨道梁连接螺栓松动对轨道结构振动影响的试验研究

[目的]在列车调试过程中,高速磁浮维修基地钢制轨道梁可能因其特有的构造特性而产生较大振动,进而引发螺栓松动问题。此现象可能会导致轨道梁振动特性发生变化,而车轨耦合系统参数的变动又可能诱发列车和轨道的共振,进而对轨道结构造成潜在伤害。因此,需要探究螺栓松动对轨道梁结构振动的影响。[方法]在阐述试验设计方案及原理的基础上,深入探讨了螺栓松动对轨道梁轨道结构模态和动力响应特性的影响。在结构模态方面,分别采用脉冲激励和自然激励方式,对无载状态(即轨道空闲)及有载状态(即轨道被列车占用)下的轨道模态进行测试,利用随机子空间法进行模态辨识,最后通过稳定图分析了螺栓松动对两种状态下轨道模态的影响。在动力响应特性方面,在轨道上施加悬浮激励,螺栓在列车多次悬浮过程中逐渐松动,采集轨道梁的加速度响应信号,并在时域和频域两个方面对其进行了详细分析。[结果及结论]有载状态及无载状态下,螺栓松动均引起了模态频率的下降和振型的变化。在有载状态下,螺栓松动后阻尼比有较明显的增加。在静悬过程中,轨道梁与列车发生了共振,螺栓松动不仅影响了轨道梁的振幅,还改变了轨道梁振动的对称性。

基于动力学的轨束梁加固线路限速条件优化研究

既有铁路桥涵进行改(扩)建时,为保证行车安全,通常在铁路线路上架设轨束梁对其进行加固。期间,根据《普速铁路工务安全规则》要求,需对既有线路行车采取限速措施,但设计文件要求的限速值使得线路施工期间的铁路运能很紧张。为了缓解铁路桥涵施工与列车运行之间的矛盾,研究建立了动力学分析模型,分析了不同列车时速下轨道刚度变化及列车安全性和舒适性指标变化,提出了不同情况下合理、安全的铁路限速目标值,为施工方案设计和管理铁路运能提供了理论指导。

小半径曲线梁桥的无缝线路有限元模型简化研究

为更简便地建立小半径曲线梁桥的无缝线路有限元模型,降低计算成本并保证计算精度的可靠性,本文比较分析不同简化程度的模型。首先,依据已有桥上无缝线路模型的形式,通过不同程度简化桥梁上部结构,由简到繁确立了单刚臂模型、多刚臂模型、准梁格模型、平面壳模型、空间壳模型、实体模型共6种模型,并通过扣件横向和纵向阻力试验取得了模型的关键参数;其次,以曲线半径为200 m的(40+50+50+40) m连续梁桥为实例,计算了桥上无缝线路在伸缩、挠曲、制动和断轨等其他组合工况下的结果;最后,以实体模型的计算结果为基准,将前5种模型的计算结果与实体模型的进行对比,通过欧几里得距离量化分析了各模型的计算精度。研究结果表明:综合考虑模型复杂程度和计算精度,多刚臂模型和准梁格模型相比于空间壳模型性价比更高,梁格法在桥梁工程中被大量用于异形桥梁计算,且支座分布以及边界条件更符合实际情况。因此,推荐在进行小半径曲线梁桥的无缝线路计算时采用准梁格模型。

某型号锯铣机横梁的含间隙导轨布置方式优化

为满足某型号锯铣机的精密加工需求,考虑导轨间隙、运动速度变化对横梁进给过程中变形量的影响,并对导轨布置方式提出改善方案。分析横梁的装配方式和受力过程,对锯铣机横梁进行三维模型简化,考虑不同的导轨布置方式,对简化模型开展静力学仿真分析,获得横梁进给至最远端的情况下横梁形变最大情况;考虑间隙对现有导轨布置方式的影响,进行刚柔耦合运动仿真分析,得出间隙值的大小对横梁的横向形变存在影响,导轨与滑块之间的间隙值越大,横梁的横向形变越明显,对纵向形变的影响不大。考虑实际工作情况,在导轨与滑块间隙为0.03 mm的前提下,对四种导轨布置方式开展动力学仿真分析,得到横梁四处测量点处的形变曲线。结果表明:横梁上下布置方式能够有效降低横梁进给过程中的形变,且静态结构稳定,横梁进给至最远端处的形变量较小,优于其他方案。研究结果为锯铣机的设计制造提供参考。

某地铁U型梁结构辐射噪声分析预测及其降噪研究

城市轨道交通成为人们出行的主要交通方式,轨道交通噪声产生的问题有待解决。文章以某城市地铁线路为研究对象,现场实测列车经过时产生的振动和噪声,主要分析U型梁振动产生的低频结构辐射噪声并建立声学预测模型。在分析实测数据同时对减振降噪措施效果进行了分析,由于结构辐射噪声主要在低频段,故振动分析频段为4~200 Hz,结构辐射噪声分析频段为20~200 Hz。结果表明,梁体振动与辐射噪声有很强的关联性,变化规律基本一致;安装钢轨波导消振吸声器前后,底板振级和辐射声压级都降低5~8 dB左右,有明显减振降噪作用;U型梁结构振动的辐射噪声在梁体周围的传播有很强的指向性,梁体正上方与正下方声压级最大,但腹板外侧声压级相对较小。

超重道岔梁夹轨式顶推施工技术应用探讨

在超重道岔梁施工中,由于道岔梁超重、体积大、变截面等特点,导致顶推施工难度增大。针对超重道岔梁顶推施工中的难点问题,论文结合长沙磁浮东沿线接入T3航站楼工程,对比分析了常规钢丝绳拖拉顶推和夹轨式顶推方案,并详细阐述了夹轨式顶推施工工艺流程和质量控制要点。

型钢轨梁轧机微雾抑尘系统研究与应用

针对大型分厂轨梁轧机设备系统运行现状及物料粉尘外溢严重、可视化烟尘污染明显等问题,分析了热轧粉尘形成机理和扬尘原因,在原有水喷淋除尘系统基础上,提出基于微雾抑尘技术的新型气雾除尘系统方案。采取该技术后,设备运行成本降低,除尘效率提高。

钢轨伸缩调节器及梁端伸缩装置监测技术研究及应用

钢轨伸缩调节器及梁端伸缩装置是大跨度桥上无缝线路的薄弱环节,现有的检查维护方法无法及时获取其服役状态。本文采用AI(Artificial Intelligence)视频位移监测技术与传统监测技术相结合的方法,建立钢轨伸缩调节器及梁端伸缩装置一体化设备的监测系统,实现梁端区域梁缝,钢轨伸缩调节器、梁端伸缩装置关键位置,以及部件伸缩变形的实时监测。该监测系统运营期间总体运行稳定,监测数据能够合理反映梁端区域轨道结构的变形特性,为梁缝处活动钢枕歪斜等病害监测提供数据支撑,也为工务部门后期开展养护维修提供依据。

考虑轨道约束的连续梁桥地震响应分析

为研究高速铁路连续梁桥与轨道系统地震响应规律,以某高速铁路连续梁及T构梁为研究对象,建立考虑轨道约束的线桥一体化模型,研究一致激励及非一致激励下连续梁桥无缝线路地震响应,探讨线路纵向阻力、桥墩刚度、支座类型、行波效应对梁轨系统地震响应的影响。结果表明:轨道约束会提升结构低阶纵向自振频率,对结构竖向及横向频率影响较小;轨道约束对结构内力影响较大,墩底剪力最大减小27.56%;梁缝位置为钢轨不利位置;小阻力扣件对减小钢轨纵向力有显著作用;增加桥墩刚度可明显减小梁轨相对位移;摩擦摆减隔震支座可明显减小连续梁固定墩墩底弯矩,从经济角度出发可仅在主墩布置摩擦摆减隔震支座;行波效应对轨道系统影响较大,同时对墩底弯矩也有不同程度的影响。

基于双层梁理论的隧道下穿诱发无砟铁路变形计算方法

为研究隧道下穿无砟铁路轨道时板底部脱空对轨道变形的影响,提出一种改进的隧道下穿引起无砟铁路变形的计算方法.首先,将无砟铁路轨道结构简化为双层地基梁模型,建立隧道下穿施工引起无砟铁路变形的控制方程;然后,将无砟铁路分为中间脱空段和两端接地段共三部分,推导隧道下穿施工诱发无砟铁路变形的计算式,对比路基不均匀沉降引起无砟轨道变形的理论计算值与数值模拟结果,验证了理论计算方法的正确性;最后,探讨了新建隧道埋深、隧道下穿施工引起周围地层的损失率,以及既有铁路与隧道间的水平夹角对无砟铁路轨道变形的影响.研究结果表明:当隧道从铁路下方6 m处垂直穿越既有铁路时,轨道中点变形将达到最大值;隧道施工引起周围地层损失率从0.25%增大到2.50%时,轨道中点变形和轨道板底部脱空区宽度将分别增大4.0倍和2.2倍.

高铁连续梁节段预制胶拼施工技术

常规的高铁连续梁节段预制胶拼技术,对混凝土的灌注和冷却过程采用常温冷却方式,导致混凝土后期易出现开裂现象,基于此,本文提出高铁连续梁节段预制胶拼施工技术。施工前期应准备钢筋建材,使用胶拼技术实现高强度钢筋连接,进而对连续梁节段预制胶拼施工模板进行排布,浇筑混凝土后减少吊杆力,控制预制胶拼接缝截面,经检查调整,从而完成对高铁连续梁节段预制胶拼施工技术的设计。在对施工质量的验证中,胶接缝的荷载为5 kN/m2,混凝土的荷载为4.3 kN/m2左右,此结果可保证施工质量。

有轨电车桥上无缝线路力学特性研究

为研究有轨电车桥上无缝线路的力学特性,以某实际工程为例,建立轨道-桥梁一体化的有限元模型。对不同工况下的梁轨互相作用进行全面的计算分析。最后,系统性地分析温度、轨道、桥梁参数变化对梁轨互相作用的影响。研究结果表明,有轨电车桥上无缝线路的设计应考虑梁轨互相作用。梁轨互相作用受到桥梁温度变化、线路纵向阻力等因素影响,困难条件下可采用小阻力扣件以减小钢轨附加力。此外,通过改变桥梁支座布置来缩短温度跨度、设置钢轨伸缩调节器均能起到改善有轨电车桥上无缝线路钢轨附加力的内力分布。

杭州机场轨道快线工程桥梁关键技术研究

针对贯穿城市的轨道快线桥梁工程,总体设计时应综合考虑线位布置、建筑限界、桥梁结构体系及上下部结构形式等多个重要因素。文章以杭州机场轨道快线工程桥梁设计为例,详细阐述该轨道交通桥梁的设计要点和关键技术,再结合桥梁的结构模型及抗震专篇设计,对设计的重点提出了更详细的指导意见,为后续同类项目提供指导。

自平衡测试技术在PBA暗挖车站基桩承载力测试中的应用

随着轨道交通建设的快速发展,在城市核心区建设地铁车站大多数采用PBA法施工。对于双层四导洞暗挖车站最重要的是中桩和边桩的施工,在上层导洞边桩冠梁施工及车站扣拱作用下,中桩作为临时构件,承受上部结构荷载,因此对中桩承载力要求较高,边桩作为车站永久构件,中桩和边桩承载力关系到车站结构安全。为了检验基桩的实际承载力是否满足设计要求,需要对基桩进行静载试验。已有对基桩静载试验的方法如传统堆载法、锚桩法在PBA暗挖车站内无法实施,所以当前对PBA法施工的基桩只能采用自平衡法检测基桩承载力。从某PBA暗挖车站选取边桩B3在钢筋笼埋设荷载箱,进行了自平衡基桩承载力试验,得出上段桩和下段桩荷载-位移(Q-s)曲线,通过上、下段桩Q-s曲线等效转换,最后得出该桩满足设计规定的承载能力。