桥墩沉降下齿轨-超大坡度桥梁系统适应性及安全性研究

我国规划了多条含有超大坡度桥梁的齿轨铁路线路,随着服役时间增长,桥墩沉降问题难以避免,易造成齿轨结构局部应力过大,严重时还会导致连接螺栓断裂,威胁齿轨系统的安全性和稳定性。针对该问题,详细考虑齿轮-齿轨非线性啮合行为、轮轨非线性接触行为以及桥墩沉降等复杂因素,建立桥墩沉降下齿轨车辆-齿轨(轨道)-超大坡度桥梁系统耦合动力学模型,研究列车通过时桥墩沉降对齿轨垂/纵向变形、应力、加速度以及连接螺栓应力的影响,最终提出山区大坡度齿轨铁路桥墩沉降安全控制值。研究表明:在齿轮齿轨啮合作用和轮轨作用等多荷载综合作用下,桥墩沉降极有可能导致齿轨连接螺栓发生断裂;当桥墩沉降量达到6.76 mm时,连接螺栓剪切应力达到其许用剪切强度235 MPa,可能发生断裂,严重威胁结构稳定性和行车安全;齿轨结构应力远小于齿轨抗拉强度;齿轨最大变形量可达桥墩沉降量的140%;齿轨振动主频位于70~80 Hz;桥墩沉降对连接螺栓应力和齿轨变形的影响较为显著,而对齿轨振动、应力的影响较小。

基于优化小波分量的高铁桥墩沉降异常探测方法

针对高铁桥墩沉降数据中传统异常值探测方法存在探测结果不理想的情况,提出一种基于优化小波分量的高铁桥墩沉降异常值探测方法。所提方法在拉依达准则法的基础上,通过优化小波分量降低小波分量中的噪声影响并充分利用小波分量中的有效信息。利用模拟实验数据和工程实例数据进行实验,并与拉依达准则法、IQR法、MAD法以及4种传统小波组合方法进行对比分析。实验结果表明,文中所提方法相较于单一异常值探测方法和其它小波组合方法能够探测出更多的异常值,且探测结果更加可靠。

基于自回归EIV模型的高铁桥墩沉降预测方法研究

高速铁路线下工程沉降监测与控制,是实现铁路轨道的高平顺性施工和高稳定性运营的基础。桥梁工程占我国高铁总里程的50%以上,开展桥墩沉降监测和预报,对高速铁路工程的顺利施工和高速铁路网运营安全意义重大。为建立符合高铁桥墩沉降变形实际的沉降预测模型,基于自回归(AR)模型和线性假设理论,考虑模型变量误差对AR模型建模的影响,推导了顾及模型变量误差的高铁桥墩沉降预测自回归EIV模型建模及解算方法,推演了基于线性假设理论的最佳高铁桥墩沉降预测模型选择方法,在此基础上设计了一种基于自回归EIV模型的高铁桥墩沉降预测方法。研究结果表明:采用该方法建立的沉降预测模型,能够客观、准确地对高铁桥墩的沉降变形趋势作出预测,进而可为施工建设和运营维护决策的制定提供科学依据。

桥墩沉降分析及加固

结合沈阳市大二环城公路高架桥墩基础加固处理工程，分析了基础沉降机理，探讨了旋喷桩构筑的复合地基的承载特性及设计方法，同时介绍了工程实例的验证。

高铁桥墩沉降预测模型的研究及应用

分析高铁的沉降观测数据,评价其安全状况至关重要。采用基因表达式编程(GEP)算法,将某高铁桥墩的沉降观测数据建立预测模型,并与GM(1,1)模型、灰色线性回归模型及BP神经网络模型进行对比分析。结果表明,基于GEP的方法建模更加便捷,预测精度更高,能有效进行变形分析。

客运专线桥墩沉降抬梁整治技术实践分析

基于京津城际铁路北京亦庄区域沉降典型工点的抬梁整治,通过实测变形情况,计算分析轨道结构应力和变形、轨道板和底座板裂缝及配筋量、梁体下缘应力、强度及抗裂安全系数等设计指标,掌握梁体抬升对轨道板、底座板的影响,评估无砟轨道和桥梁结构的安全性能,得出合理的梁体抬升量、抬梁速度等控制指标。

多桥墩沉降下轨道底座板与桥面板间脱空区域的研究分析

分析了桥梁上纵连板式轨道结构下底座板随桥墩沉降产生脱空区域的机理。在此基础上,推导了纵连板式轨道结构下桥墩沉降与底座板脱空区域间映射关系的解析表达式,计算了底座板随桥墩沉降的位移曲线,并与有限元模型结果进行对比,最后在单墩沉降、相邻两墩沉降和相邻三墩沉降3种工况下,对不同沉降量产生的脱空区域范围和间距值进行对比分析。结果表明:解析模型可用于求解纵连板式轨道结构下底座板由于桥墩沉降产生的脱空问题;单墩沉降下底座板脱空区域范围和脱空最大间距随沉降量的增加而增加;在相邻两墩和三墩沉降工况中,脱空区域间距值与桥墩沉降处相邻的两跨梁夹角有关,且某一桥墩的沉降值产生变化,只会对相邻桥墩的脱空区域间距值产生影响。

桥墩沉降下纵连板式轨道与桥面间动态接触行为及其对列车动态特性的影响

桥墩沉降在高速铁路运营过程中不可避免,其会导致纵连板式轨道与桥面之间的变形不协调,进而引起底座与桥面之间的动态接触行为,恶化轨道力学性能并最终影响列车正常运行。这对这一问题,文章首先研究该动态接触过程的产生机制,并基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论提出纵连板式轨道和桥面间动态接触行为的研究方法;借助该方法从静态与动态两个角度研究桥墩沉降下轨道-桥梁动态接触行为;在此基础上探讨列车通过时的动态特性。结果表明:桥墩沉降和列车荷载会导致底座与桥面出现三处明显的动态接触区域;桥墩沉降导致的相邻桥墩处梁体上拱位移远小于沉降桥墩处的梁体下沉,但是沉降对上拱区域力学特性的影响却不可忽略;轨道的纵向连接特性可以在一定程度上缓解高速列车通过沉降区域时的振动;轨道随机不平顺不能完全掩盖桥墩沉降对系统动态特性的影响,表明沉降对系统的影响是不可忽视的。

桥梁施工对临近高速公路路堤的影响及桥墩沉降监测

结合具体工程实例,建立有限元分析模型,探讨分析了桥梁施工对临近高速公路路堤的影响,并对桥墩沉降进行监测。研究分析表明,桥梁施工会对临近高速公路路堤产生影响,施工中需要采取有效的防护措施,以确保路堤稳定。抗滑桩是确保路堤稳定的重要方式,有限元软件ABAQUS在桥墩沉降监测中效果显著,应该重视该技术措施和软件的运用。

某特大桥桥墩沉降原因分析和处治对策

运营阶段桥梁发生下沉病害的原因有很多,除因地层滑动原因外大多与地基承载力关系密切。通过对桥下回填厚层杂填土引起桥墩下沉的变形规律分析以及对回填土沉降产生的附加荷载的计算,认为造成某特大桥桥墩下沉的主要原因是基础承受了太大的附加荷载。通过沉降分析,认为当前变形已经趋于稳定。但为了大桥运营安全,建议继续进行沉降监测,并且做好相应之处的排水通道。

特大桥桥墩沉降成因及施工处治策略

针对特大桥桥墩沉降问题论述其危害性,并分析引发沉降的具体成因及类型。基于上述分析,从工艺控制、地基加固、沉降监测三个方面提出具体处治措施,为同类型桥梁施工提供参考。

线路交叉对京沪高铁桥墩沉降影响数值分析

桥墩沉降是关系到京沪高铁线路和列车运行安全的重大技术问题。采用有限差分数值计算软件FLAC3D,对线路交叉工点的桥墩沉降,分部位、分工况进行计算分析,得到相关位移计算云图,并从中总结线路交叉对桥墩沉降的影响。

桥墩沉降观测方法及数据处理

对桥墩沉降观察的意义进行了概述,对桥墩沉降观测方法中常见的水准测量法和电磁波测距三角高程测量法进行了总结。对测量中取得的数据处理进行了分析,从而更好地了解桥梁工程桥墩结构出现沉降的情况,及时采取有效措施对其进行处理,确保了桥梁工程的整体质量。

地基干涉雷达IBIS-S在桥墩沉降监测中的应用

地基干涉雷达是一种新兴的监测技术。文章简述了地基干涉雷达系统(IBIS-S)用于变形监测的基本原理,结合在桥墩沉降监测中的应用、与水准监测数据的对比分析,说明了该方法在实际安全监测中的可行性。

桥墩沉降对无砟轨道平顺性的影响分析

根据板式无砟轨道的结构特性,应用有限元分析,建立无砟轨道—桥梁有限元模型,分析桥墩沉降幅值和桥梁跨度对无砟轨道平顺性的影响。经过研究分析得出:桥上纵连板式轨道,当桥墩发生沉降时,轨道结构也会随之发生变形,而在进出沉降作用区域时,钢轨略微上翘;随着桥墩沉降量的增加,钢轨变形区域长度及钢轨变形延伸系数呈现增加的趋势。相同桥墩沉降量下,随着桥梁跨度的增加,钢轨变形区域长度增大,但钢轨变形延伸系数减小。该研究成果可为今后高速铁路的设计、施工与运营提供理论参考。

高速铁路桥墩沉降与钢轨变形的映射关系(Ⅰ):单元板式无砟轨道系统

在分析钢轨随桥墩沉降变形机制的基础上,从理论上推导了桥上铺设单元板式无砟轨道条件下桥墩沉降和钢轨变形间的映射关系,给出了钢轨随桥墩沉降发生变形的解析表达式,与相应有限元模型的计算结果进行了对比,并分析了不同沉降量条件下的钢轨变形区域长度.研究结果显示解析模型和有限元模型得出的钢轨变形曲线十分吻合,表明两种模型均可用于求解单元板式轨道条件下桥墩沉降和钢轨变形的映射关系;常用跨度桥梁结构的桥墩沉降会对高速行驶的列车产生低频激励,该激振频率与车体的垂向自振频率相近,将对车体振动产生较大影响.

高速铁路桥墩沉降与钢轨变形的映射关系(Ⅱ):纵连板式无砟轨道系统

分析了桥上铺设纵连板式轨道条件下钢轨随桥墩沉降产生变形的机理,并与单元板式轨道条件下的钢轨变形机理进行了对比,在此基础上,推导了纵连板式无砟轨道条件下桥墩沉降和钢轨变形间映射关系的解析表达式,计算了钢轨随桥墩沉降的变形曲线,与此同时采用有限元方法从桥梁结构受力与变形的角度分析了桥墩沉降引起的钢轨变形曲线,并与解析计算结果进行了对比,最后对纵连板式轨道和单元板式轨道条件下钢轨随桥墩沉降的变形曲线进行了对比分析.研究结果表明解析模型和有限元模型均可用于求解纵连板式轨道条件下桥墩沉降和钢轨变形的映射关系;相比于单元板式轨道,纵连板式轨道条件下的钢轨变形更缓和,列车高速通过其沉降区域时产生的激振频率也更低.

Excel规划求解在桥墩沉降趋势分析中的应用

介绍Excel规划求解得出模型参数的方法,以武咸城际铁路桥墩沉降为例,采用双曲线和对数曲线模型,利用Excel自带的宏-规划求解来解算出两种模型的参数,从而对桥墩的沉降趋势进行分析和对最终沉降量进行预测,比较两种拟合曲线的拟合结果,选取适合桥墩沉降拟合的曲线并对拟合的残差进行二次曲线拟合,用残差二次拟合得到的最终残差值对最终沉降量进行修正,进一步提高了预测值的精度。用该方法得到了较好的效果,为铁路的铺轨以及运营提供了技术性保障。

结合三次样条和时序模型的桥墩沉降预测

在时间序列模型中,等时间序列模型建模过程简单,预报准确,但观测时间是不等间隔的;三次样条插值可以对一定的区间进行有效内插,得到等时间间隔的拟合数据。针对两种模型的优点,该文结合等时间序列模型和三次样条插值进行高铁桥墩的沉降预测。首先通过三次样条插值将数据进行等时间间隔处理,然后利用得到的数据建立时间序列模型,最后通过三次样条插值求得相应观测时间的预测值。以某高铁桥墩沉降的观测点为例,分别进行原始数据时间序列建模以及三次样条插值和等时间序列组合模型建模。实验结果证明,组合模型的预测精度更高。

基于小波消噪的动态灰色桥墩沉降预测模型

桥墩由于受到自重、活荷载、地面沉降等因素的影响,其沉降量数据中白噪声明显。通过选择RMSE、NSR等评价指标来建立相应的小波基函数,结合基于小波消噪技术的动态灰色理论预测模型,以动态新信息修正模型,进而对滤波后的估计值进行补偿以提高消噪效果。结果分析表明,该模型克服了传统预测模型的缺陷,改进了滤波效果,证明了该方法的可行性及有效性。