气象数据驱动的拉林铁路简支T梁温致变形预测

为快速、准确预测日照环境下高原铁路桥梁的温度变形效应,基于长短期记忆神经网络(LSTM)提出了一种气象数据驱动的桥梁温度变形智能预测模型。以拉林铁路简支T梁为背景,采用热力耦合有限元仿真分析,构建了“气象数据—温度变形”映射的样本数据库,以此训练预测模型并对桥梁温致变形进行预测。结果表明,LSTM模型表现出了较高的精度和优势,其梁体竖向挠度预测的决定系数(R2)超过0.97,平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)较反向传播神经网络(BP)模型提升超过70%,较随机森林(RF)模型分别提升了24%和27%。预测挠度与真实值在趋势和数值方面均基本一致,表明所提出的预测方法性能优异,为高原铁路轨道平顺性变化规律研究及动态检测数据评价提供参考。

静力模型优化分析简支T梁桥横向分布系数与刚度

鉴于桥梁荷载试验成本高且对试验人员专业性要求较高,为了能为桥梁监测提供更为贴合实况的理论数据,提出一种基于结构静力学试验测试结果修正理论参数的方法。该方法能考虑T梁间的剪切变形,比铰接T梁法更贴合梁间实际联系状况,提高了分析精度,降低了对试验人员专业性要求,并将该方法应用于有机玻璃铰接T梁桥模型的横向分布系数与刚度分析。结果表明:不考虑梁间剪力影响,在简化分析模型分析计算下,荷载横向分布影响线的计算结果与铰接T梁法一致,确保了所提简化模型与分析结果的准确性;该方法得到的荷载横向分布系数与实况契合度优于铰接T梁法,更能准确反映桥梁实际刚度;以有机玻璃模型静力实测响应值为基准,识别简化分析模型的关键控制参数,基于实测数据、修正后的理论模型及采用软件提取值计算得到的横向分布系数差异性较小,从而证实该方法能更好地反应桥梁实际刚度,为桥梁监测提供更为贴合实况的理论数据。可见静力模型优化分析简支T梁桥,在最不利荷载作用下的梁体下挠量优化率达27.71%,在3种工况下,下挠量最大梁体影响线数值优化率分别达到34.82%、13.07%和5.46%。

30m节段预制T梁构造与力学性能分析

以宁波象山湾疏港3标段工程为研究背景,对工程中30m后张法预应力混凝土节段T梁进行研究。介绍了该工程的项目概况、节段T梁构造特点和预制成桥施工工艺流程,研究预制节段简支T梁的受力特征。通过有限元软件Midas建立模型,对节段预制简支T梁的力学性能进行检算分析。分析结果表明,30m节段预制T梁结构受力与变形满足相关规范要求,为高速公路预制T梁技术提供借鉴与参考。

装配式T梁桥加固方法优化设计与稳定性分析

针对现阶段装配式T梁桥的加固方案,采用元模拟软件对桥梁进行了建模,并提出了一种平行钢支撑加固方案。试验结果表明,该钢支撑方案在支撑钢管截面面积为64 cm^(2),支撑数量为28对时,一阶横、竖向自振频率分别为4.11 Hz、4.26 Hz;当钢支撑横截面积为300 cm^(2)时,其横、竖向自振频率分别为4.42 Hz、4.25 Hz。采用该支撑方案进行加固后,桥梁横向自振频率提高了34.77%,该方案不仅能提高梁体的横向刚度,还能提高桥梁的整体稳定性。

风屏障透风率对T型梁桥车桥耦合振动的影响

为探究强风环境下,风屏障透风率对重载铁路桥车桥耦合振动的影响,依据弹性系统总势能不变值原理,建立风荷载作用下车桥耦合振动方程,计算横风作用下,列车通过安装了不同透风率风屏障的T型梁桥时车桥的气动三分力系数和车桥振动响应。研究结果表明:随着风屏障透风率的增大,列车阻力系数增大,桥梁阻力系数减小;桥梁竖向位移对风屏障透风率的变化不敏感,桥梁横向位移随风屏障透风率的增大而小幅增大;机车的脱轨系数和轮重减载率随着风屏障透风率的增加而增加;风屏障透风率为30%时重车横向摇摆力最小,风屏障透风率为20%时空车横向摇摆力最小。

单、双排支座简支转连续T 梁优劣分析

以预制简支转连续预应力混凝土T梁桥为依托,研究了该类桥梁采用单、双排支座两种方案时上部和下部结构受力、施工工艺和桥梁造价的差异,得出了双排支座T梁在上部结构受力和施工工艺方面更具优势,而在下部结构受力和造价方面劣势明显的结论,为类似桥梁方案选型提供参考。

基于支持向量机的预应力T梁压浆质量无损检测

利用超声波透射法对预应力T梁束孔管道的压浆质量进行无损检测,并采用以高斯函数为核函数的支持向量机模式识别技术对检测数据进行自动缺陷识别。在检测过程中,首先采用超声波透射法对T梁的压浆质量进行无损检测,接着建立SVM训练和测试样本库,利用该样本库训练得到SVM模型,最后用该模型对检测数据进行缺陷识别,经对识别结果进行开窗验证。研究结果表明:采用支持向量机算法识别结果准确、可靠;与人工神经网络算法相比,支持向量机算法在训练速度、可靠性等方面都表现出了优越的性能。

爆炸冲击作用下混凝土T梁的动态响应

基于爆炸基本理论,设计制作了混凝土简支T梁模型,并对其进行了不同爆炸高度和炸药药量组合下的爆炸试验研究,分析了简支T梁模型在不同爆炸高度和不同炸药量下的动态响应。同时应用ANSYSLS-DYNA软件仿真分析了简支T梁模型的动态响应,并与试验结果进行了对比分析。研究结果表明,爆炸冲击作用下,混凝土T梁结构的动态响应对爆炸高度更敏感,翼缘板比梁肋等其他部位的动态响应要大,更容易损毁。所以,对于梁式桥,顶板和翼缘板部位的加强有助于桥梁的防爆抗爆。

计算模型对简支箱梁和T梁剪力滞结果影响

以剪力滞效应为研究对象,分别采用MIDAS和ANSYS两种软件配合不同的荷载形式、单元类型和网格密度对一个简支箱梁模型和一个实际简支T梁结构进行计算对比,分析了模型参数和荷载类型对所得结果的影响,为剪力滞效应的有限元分析提供了参数。研究表明:对于同一计算工况,ANSYS比MIDAS所得应力幅值略大,实体单元比板单元所得应力幅值略大,高密度网格比低密度网格所得应力幅值略大,但偏差大都在±5%以内;当腹板与顶板无承托时,对于任意荷载作用,两种软件的1倍网格板单元即可准确得到顶板的剪力滞效应;当腹板与顶板有承托时,在点荷载和线荷载作用下,可采用板单元进行顶板的剪力滞效应分析,但对面和体荷载,则需要采用实体单元进行分析,并且均可采用1倍网格密度。

车辆荷载谱作用下简支T梁力学性能

由自编程序VLS(vehicle load spectrum——车辆荷载谱)构造随机车辆荷载谱,利用有限元程序将一般运行状态下的随机车辆荷载谱加载于简支T型钢筋混凝土梁上,模拟该梁在车辆荷载通过时的动力响应,得到了T梁位移时间历程曲线以及梁压区混凝土和拉区钢筋的应力时间历程曲线,并分析了压区混凝土和拉区钢筋的疲劳性能。结果表明:车辆荷载谱作用下T梁动挠度大于汽车-20和挂车-100静荷载作用下的挠度;压区混凝土及拉区钢筋的最大应力均介于汽车-20和挂车-100静荷载作用下的应力值之间;T梁疲劳寿命可达到2×106,但不超过2×107;拉区钢筋不能够满足混凝土规范关于疲劳验算的规定,需要进行验算。

多跨斜交简支T梁桥车桥耦合振动分析

针对简支T梁的受力特性,采用梁壳组合模型模拟简支T梁,分别建立列车-斜交桥梁系统和列车-正交桥梁系统的空间耦合动力学模型。分析CRH动车组以不同速度分别通过多跨斜交简支T梁桥和多跨正交简支T梁桥时机车车辆及桥梁的动力特性。结果表明:CRH动车组通过正交桥和斜交桥时,机车车辆的振动响应随车速提高而增大,而且斜交桥的机车车辆振动响应大于正交桥;当列车通过斜交桥的车速不超过200km.h-1时,列车的乘坐舒适度达到"良好"标准以上,但乘坐舒适度较通过正交桥时差;列车通过斜交桥时安全性能够得到保障;斜交桥的各项动力响应均在容许值范围以内,斜交布置虽对桥梁的横向振动非常不利,但对抑制桥梁中心线处的竖向振动有利。

先简支后连续T梁桥全过程力学行为及极限承载力分析

为研究先简支后连续T梁桥从施工至极限破坏的全过程受力性能,以河南省省道S318线西张村大桥为工程背景,运用有限元软件midas/FEA建立同时考虑几何非线性和材料非线性影响的全桥三维实体模型,分别在6种工况下进行了仿真分析研究。研究结果表明:桥梁达到极限承载力时,偏载工况下的活荷载系数小于相应对称荷载工况下的活荷载系数;偏载工况下边梁相应的支座截面底部混凝土先被压碎,对称荷载作用下,受荷位置主梁相应关键截面顶板的混凝土先被压碎;预制主梁上缘的混凝土先于湿接缝处的混凝土达到极限应力状态,二者受力不同步。

体外预应力加固T梁及相关优化研究

在分析T梁体外预应力加固力学特性的基础上,探讨了体外预应力钢索自由长度控制,提出减震器布置的钢索建议长度。详细阐述了新型箱式锚板锚固系统和改进型转向器的构造设计。开展了简支T梁桥体外预应力加固设计工程实践,并进行加固前后的受力性能对比分析。

T形截面RPC简支梁抗剪性能试验及有限元分析

为了研究T形截面RPC简支梁抗剪性能,开展6根配置HRB500级钢筋的RPC简支梁抗剪试验,包括3根矩形梁和3根T形梁。采用ANSYS分析软件对T形截面高强钢筋RPC梁的受力性能进行模拟,探讨其本构关系及模型建立,并将有限元计算结果和试验结果进行比对分析。结果表明:ANSYS建立的模型能较好地模拟T形截面RPC梁的抗剪受力性能,采用T形截面可以提高RPC梁的抗剪承载力及抗变形性能,T形截面RPC梁的抗剪承载力较矩形截面RPC梁分别提高27.26%、21.03%、11.33%;翼缘宽度对T形高强钢筋RPC梁抗剪性能有较大影响,当翼缘宽度与腹板宽度比值为2时,梁的抗剪承载力提高最大,配箍率为0和0.25%的T形截面RPC梁抗剪承载力较矩形截面RPC梁分别提高29.2%和11.54%,翼缘宽度对T形截面RPC无腹筋梁抗剪承载力的影响更为显著,但影响程度并不呈线性关系。

基于支持向量机法的混凝土强度对拼宽T梁桥时变可靠度影响分析

基于支持向量机法,研究了拼宽T梁桥的效应函数在小样本条件下的隐式函数拟合精度问题,误差小于5%;将拟合的隐式函数用于构建正截面抗弯承载力功能函数,分析了拼宽桥的时变可靠度变化规律。研究结果表明:SVM法预测结果偏小;分析强度时变效应及收缩徐变因素,在70 a内梁片结构可靠指标降低速率及幅度不显著,且较不分析时变效应时高;假设旧梁运营20 a后进行拓宽,新梁运营45 a内,拼宽桥体系可靠指标降低速率相对平缓;新梁运营45 a后,拼宽桥体系可靠指标减少则值得关注。

大跨梁、简支T梁铺设无碴轨道的可行性

研究目的:利用新北碚嘉陵江大桥作大跨度连续梁桥及简支T梁上铺设无碴轨道的研究,意在突破大跨度桥及简支T梁上铺设无碴轨道的瓶颈,这对我国客运专线无碴轨道铁路的发展将具有极其重要的意义。研究方法:采用理论与实桥试验研究相结合的方法。建立轨—板—桥—墩一体化空间计算模型,线路纵向考虑钢轨、轨道板和底座板、桥梁等的相互作用。施工时安放测试原件,测试验证理论计算参数。研究结果:通过对在建的遂渝线新北碚嘉陵江大桥(94+168+84)m预应力混凝土连续刚构及其引桥24 m、32 m简支T梁上铺设无碴轨道的可行性进行了研究,确定了连续刚构及简支T梁上的无碴轨道铺设方案。研究结论:通过研究认为,在主跨168 m的预应力混凝土连续刚构及其引桥24 m、32 m简支T梁上铺设无碴轨道是可行的,拓宽了无碴轨道的适用范围,为我国客运专线无碴轨道铁路的发展积累了新的理论成果。

大轴重列车对既有线32m预应力混凝土简支T梁的疲劳影响研究

以朔黄铁路为工程背景,从疲劳抗裂的角度对列车轴重250 kN、280 kN、300 kN、330 kN、350 kN、400 kN情况下,对朔黄铁路32 m正常高度预应力混凝土简支T梁的疲劳抗裂性进行分析。通过正截面疲劳应力分析可知:1250 kN轴重时,梁体在循环次数达500万次左右才会出现消压,1 800万次左右开裂;2280 kN轴重时,梁体在循环次数达150万次左右就会出现消压,800万次左右开裂;3300 kN轴重时,梁体在循环次数达51万次左右已开始消压,450万次左右开裂;4330 kN轴重时,梁体在循环次数达3万次左右已开始消压,150万次左右开裂;5350 kN轴重时,梁体在循环次数达1000次左右就开始消压,59万次左右开裂;6400 kN轴重时,梁体在循环次数达100次左右已出现开裂。因此,既有朔黄铁路重载运输的列车轴重从23t提高到300 kN是较为适宜的。

简支T型梁桥典型病害加固设计分析

针对某简支T梁运营多年后桥梁跨中出现结构受力性裂缝和主梁钢筋锈蚀等严重影响桥梁的承载能力与耐久性的典型病害,根据荷载试验评定结果,设计了具有针对性的维修加固方案.加固后的检测结论表明,承载能力能够满足桥梁设计荷载.该加固方案具有较好的工程实用性,可为同类工程借鉴.

CFRP加固在役混凝土简支T梁实桥荷载试验研究

通过对利用CFRP加固的在役钢筋混凝土简支T梁桥荷载试验,研究了正常使用状态下的截面应力、刚度,证明CFRP能够与混凝土协调工作,对在役混凝土简支T梁的承载力提高幅度约为45.3%,刚度提高幅度约为52.7%。在考虑二次受力的基础上,推导了在正常使用状态下,CFRP加固混凝土简支T梁截面应力、短期刚度的计算方法,计算结果与实测结果吻合良好。

兰青线某简支T型梁桥承载能力分析

利用桥梁有限元分析软件建立桥梁承载能力验算模型,对兰青线DK81+796(24+32)m简支T梁在超重火车过桥时进行承载能力理论分析,评估桥梁结构现有承载能力及其使用条件,为超重货物列车的安全运营提供理论依据和技术建议。