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。

大湾区城际铁路简支箱梁墩顶纵向刚度限值研究

为探究桥梁与轨道参数对无缝线路纵向受力变形的影响,确定大湾区城际铁路常用24 m和32 m简支箱梁墩顶纵向刚度限值,基于梁轨相互作用机理,建立钢轨-桥梁-墩台一体化有限元模型,开展墩顶纵向刚度对无缝线路伸缩力、制动力、梁轨快速相对位移的影响分析,并从无缝线路安全性出发,提出24 m和32 m简支箱梁墩顶纵向刚度限值。研究结果表明:钢轨及桥墩伸缩力均随墩顶纵向刚度的增加而增大,钢轨伸缩力变化幅度较缓,桥墩伸缩力变化幅度显著,两者增大趋势均随墩顶纵向刚度的增加而逐渐减缓;随着墩顶纵向刚度增加,钢轨制动力显著降低,墩台制动力显著增大,两者变化趋势均逐渐减缓;钢轨附加应力不控制墩顶纵向刚度取值;梁轨快速相对位移随墩顶纵向刚度增大而减小,以梁轨快速相对位移指标为控制条件,32 m单线简支箱梁墩顶纵向刚度限值建议取125 kN/cm, 24 m单线简支箱梁墩顶纵向刚度限值建议取90 kN/cm。

千米跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥几何非线性研究

为研究非线性因素对超大跨度公铁两用斜拉桥主要构件变形和受力的影响程度,采用5种分析状态,对一座跨度超过千米的公铁两用钢桁梁斜拉桥进行成桥状态下的活载非线性计算分析。建立全桥平面杆系模型,计算各控制量在最不利活载作用下的极值及非线性影响系数。结果表明:对超大跨度公铁两用斜拉桥而言,斜拉索的垂度效应仍然是几何非线性影响的主要因素,梁-柱效应和大位移效应相对较弱;目前桥梁设计的通常方法是考虑修正斜拉索弹性模量进行线性计算,并在此基础上活载考虑10%的非线性放大系数,该方法现实、合理而且稍偏安全。

连续刚构桥上无缝线路计算模型及方法的简化

为简化连续刚构桥上无缝线路计算模型以及确定正确的简化计算方法,基于原有连续刚构桥上无缝线路计算模型、刚构桥受力特点及梁轨相互作用原理提出新的计算模型。以实际连续刚构桥为例,采用原有计算模型及本文提出的模型分别计算伸缩、制动、断轨及挠曲工况。研究结果表明:在伸缩及断轨工况下,可采用本文提出的简化模型进行计算;对于制动工况,当中支点截面与固结桥墩截面抗弯刚度比值大于4时,采用本文提出的简化模型计算的梁轨相对位移误差可控制在0.2 mm范围内;对伸缩、断轨及制动工况计算可以将变截面刚构桥简化为等截面桥进行简化计算,并且计算结果满足工程需要;对于挠曲工况,由于简化模型未考虑桥墩的偏转因此有较大的误差,因此挠曲工况计算必须采用可以考虑变截面梁及桥墩的整体模型进行计算。

无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度限值研究

研究目的:桥墩纵向刚度合理限值是铁路桥梁设计和轨道设计的关键参数,本文考虑桥上板式无砟轨道多层结构间的非线性相互作用关系,建立简支梁桥-无砟轨道-无缝线路空间耦合模型,分析桥墩纵向刚度对不同跨度简支梁桥上无砟轨道无缝线路纵向力学特性的影响,提出不同跨度简支梁桥的桥墩纵向刚度合理限值。研究结论:(1)简支梁跨度L≤64 m时,桥墩纵向刚度的控制指标为梁轨相对位移值;跨度超过64 m后,钢轨强度成为桥墩纵向刚度的控制指标;(2)铺设常阻力扣件时,32 m、48 m、64 m、80 m和96 m简支梁桥墩纵向刚度限值分别为210 k N/cm、500 k N/cm、700 k N/cm、1500 k N/cm和2000 k N/cm;(3)综合考虑结构安全性和工程经济性,对于80 m和96 m简支梁桥,可通过全桥铺设小阻力扣件来大幅度降低桥墩纵向刚度;(4)本研究成果可用于指导无砟轨道简支梁桥的桥墩设计。

攀钢轨梁厂改造利用设计探索

基于攀钢弄弄坪基地转型为城市综合生活区之预判,探讨轨梁厂这一超大型厂房改造为城市综合体更新设计方法,从结构、构造、消防、景观等层面,提交系统的技术措施,为大型钢铁工业厂房可持续利用做出范例。

连续梁桥上无缝道岔和桥梁受力与变形计算分析

以单组18号无缝道岔铺设在连续梁上为例,分析不同形式连续梁对桥上无缝道岔的影响。

温州某公轨共建高架车站结构设计

为了解决城市廊道资源的紧张和公共交通发展需求的矛盾,出现了轨道交通和快速路的共建型式,即公轨共建的复合型交通模式,以温州市域铁路S2线一期工程的人民路站为例,研究公轨共建高架车站的结构设计要点。首先,为降低浅层气体对桩基的承载力及沉降影响,对遇到局部浅层气体发育的基础设计提供了合理的解决方案。然后针对公轨共建一体化车站分别进行了多遇和罕遇地震作用分析,研究表明构件及整体指标满足规范要求。最后针对工程的一些关键技术,如快速路桥面体系的选型、超长结构温度应力的控制措施、轨道梁挠度及应力的控制、快速路桥面振动对车站的影响等进行了分析,并给出了具体的解决方案和指导意见。

高速铁路32 m简支梁墩顶纵向刚度限值研究

为得到高速铁路32 m简支梁墩顶纵向刚度限值,对32 m简支梁无缝线路轨道强度和稳定性进行计算分析,探讨了墩顶纵向刚度限值的影响因素。结果表明,有砟轨道桥梁墩顶的纵向刚度限值为210 k N/cm,有砟轨道桥墩顶纵向刚度限值受梁轨快速位移控制。

市域铁路无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度合理限值

基于梁-轨相互作用理论建立线-板-桥-墩空间耦合模型,研究了无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度对钢轨附加力及断缝值的影响,给出了市域铁路简支梁桥墩纵向刚度限值的控制因素及合理值.结果表明:增大桥墩纵向刚度可减小钢轨附加总应力和梁-轨相对位移,不同于有砟轨道简支梁桥,市域铁路无砟轨道简支梁桥墩纵向刚度限值由钢轨强度控制;建议24,32,48 m简支梁桥上铺设U71Mn钢轨和常阻力扣件,温暖区域桥墩刚度限值分别取5,6和15 MN/m,寒冷区域取5,12和54 MN/m;64 m和80 m简支梁上铺设U75V钢轨和常阻力扣件,温暖区域刚度限值分别取22 MN/m和70 MN/m,寒冷区域取84 MN/m和240 MN/m;当寒冷区域80 m简支梁桥两侧梁端铺设小阻力扣件时,桥墩刚度限值可减小至84 MN/m.

高铁大跨度连续梁桥上无砟轨道断板受力研究

为探明高速铁路大跨度连续梁桥上CRTSII型板式无砟轨道断板工况下受力特性,基于梁轨相互作用原理,采用有限元软件MIDAS建立了钢轨-轨道板-底座板-梁体-桥墩空间一体化纵向力计算模型,选取跨径(60.75+3×100+60.75)m的沪昆客运专线长玉段涟水大跨连续梁桥工程实例,研究计算了断板工况下桥上各层轨道结构相对位移,以及纵向附加力的分布和传递规律.结果表明:连续梁右端处,轨道板和底座板最有可能断裂;断缝处钢轨附加拉应力最大,其值足以引起断轨;断缝处钢轨-轨道板相对位移较大,钢轨扣件将会进入塑性状态而被拉断;断缝处及连续梁固结机构处轨道板-底座板相对位移较大,位移量足以导致CA砂浆层与轨道板结合失效;断缝两侧固结机构处剪力钢筋承受附加力较大,剪力筋会被剪断;轨道结构超过70%的纵向反力由左右两侧端刺承担.