孟加拉38 m简支梁桥墩纵向水平刚度限值研究

研究目的:孟加拉帕德玛大桥铁路连接线为“一带一路”重点工程项目之一,在高架桥上铺设跨区间无砟轨道无缝线路,且高架桥主要采用38 m混凝土简支箱梁。为指导孟加拉38 m混凝土简支箱梁桥上无缝线路及桥墩设计,建立轨道-桥梁-墩台一体化仿真分析模型,研究桥墩纵向水平刚度对无缝线路力学性能的影响规律,基于钢轨强度、梁轨相对位移和钢轨断缝限值,提出满足38 m混凝土简支箱梁桥上无缝线路铺设的桥墩纵向水平刚度限值。研究结论:(1)钢轨伸缩力和挠曲力随桥墩纵向水平刚度的增大而增大,钢轨制动力、梁轨相对位移和钢轨断缝值均随桥墩纵向水平刚度的增大而减小;(2)采用UIC规范参数时,桥墩纵向水平刚度限值受梁轨相对位移控制;(3)采用中国规范参数时,桥墩纵向水平刚度限值受钢轨强度、梁轨相对位移、钢轨温度变化幅度和机车牵引类型共同控制;(4)采用UIC规范时的桥墩纵向水平刚度限值小于中国规范的规定值,综合考虑钢轨强度、梁轨相对位移、机车牵引类型的影响,钢轨温度变化幅度分别为50℃、40℃和30℃,采用UIC规范时,建议38 m混凝土简支箱梁的桥墩纵向水平刚度限值取200 kN/cm;采用中国规范时,建议38 m混凝土简支箱梁的桥墩纵向水平刚度限值取550、250和250 kN/cm;(5)本研究成果可为相关客货共线铁路混凝土简支箱梁桥上无缝线路及桥墩设计提供参考和借鉴。

重载铁路简支梁桥墩纵向水平刚度限值

研究目的:桥墩纵向水平刚度是桥梁结构及桥上无缝线路设计的核心参数,本文基于梁轨相互作用原理和重载铁路线路特点,建立线-桥-墩一体化计算模型,分析简支梁桥墩纵向水平刚度对梁轨相互作用的影响,在综合考虑轨温变化幅度、线路设计速度、钢轨类型、线路坡度等因素下,确定重载铁路常用跨度简支梁桥墩纵向水平刚度限值。研究结论:(1)当重载铁路采用60 kg/m钢轨时,制动工况下的梁轨相对位移及钢轨强度均为桥墩纵向水平刚度控制指标;当采用75 kg/m钢轨时,控制指标仅为制动工况下的梁轨相对位移;(2)对于30 t轴重平坡单线铁路,12 m、16 m、20 m、24 m、32 m、40 m和48 m跨度简支梁桥墩纵向水平刚度限值分别为190 kN/cm、240 kN/cm、290 kN/cm、340 kN/cm、490 kN/cm、650 kN/cm和810 kN/cm;(3)线路坡度会影响桥墩纵向水平刚度限值,坡度为15‰的线路对应桥墩刚度限值约为平坡线路对应值的1.10~1.25倍;(4)本文提出的重载铁路常用跨度简支梁桥墩纵向水平刚度限值可为桥墩加固及养护提供参考。

考虑活动支座摩阻力的山区铁路连续梁桥墩纵向水平刚度限值研究

针对山区客货共线铁路连续梁桥墩工程造价高的问题,对山区客货共线铁路连续梁的桥墩纵向水平刚度合理取值进行研究.基于梁轨相互作用原理,建立考虑活动支座摩阻力的钢轨-桥梁-墩台一体化计算模型,研究活动支座摩阻力及桥墩纵向水平刚度对连续梁桥上无缝线路纵向力和变形的影响规律,提出考虑活动支座摩阻力的常用跨度连续梁桥墩纵向水平刚度限值.研究结果表明:活动支座摩阻力增强了连续梁与无缝线路的纵向约束,随着活动支座摩阻系数的增大,钢轨伸缩力、钢轨制动力、梁轨相对位移和钢轨断缝值均减小;随着桥墩纵向水平刚度增大,钢轨伸缩力增大,钢轨制动力、梁轨相对位移及钢轨断缝值降低;不考虑活动支座摩阻力时,(32+48+32)m、(40+64+40)m和(48+80+48)m连续梁的桥墩纵向水平刚度限值分别为620、1020和1440 kN/(cm·双线);活动支座摩阻力可降低桥墩纵向水平刚度限值,不考虑桥梁活动支座摩阻力的连续梁桥墩纵向水平刚度限值是考虑活动支座摩阻力的桥墩纵向水平刚度限值的1.1~1.7倍,建议客货共线铁路连续梁桥上无缝线路及桥墩设计中应考虑活动支座摩阻力的影响.

桥墩纵向水平刚度对桥上无缝道岔的影响

为了进一步研究桥上无缝道岔,通过计算,分析桥墩纵向水平刚度在连续梁桥上对钢轨、道岔、墩台等结构部件受力及变形的影响。本文采用ANSYS软件建立桥上无缝道岔的岔—桥—墩纵向相互作用一体化模型,并进行力学分析。研究结果是:随着连续梁桥桥墩刚度的增大,基本轨伸缩附加力减小,连续梁桥墩的纵向力增大;增大连续梁桥墩纵向水平刚度对铺设于其上的无缝道岔的受力与变形是有利的。

100m简支钢桁梁桥墩纵向水平刚度限值研究

为研究客货共线100 m简支钢桁梁桥墩纵向水平刚度限值,建立了线-桥-墩一体化空间有限元模型,研究了桥墩纵向水平刚度对无缝线路受力特性的影响规律,以钢轨强度、梁轨相对位移和断缝值为控制指标,提出了客货共线100 m简支钢桁梁桥墩纵向水平刚度取值。结果表明,随着简支钢桁梁桥墩纵向水平刚度的增大,钢轨伸缩附加力增大,钢轨制动附加力和梁轨相对位移降低;对于100 m简支钢桁梁,控制桥墩纵向水平刚度的指标是钢轨强度,且受钢轨温度变化幅值影响较大;综合考虑钢轨附加力和桥梁工程经济性,通过全桥铺设小阻力扣件可显著降低桥墩纵向水平刚度限值,此时桥墩纵向水平刚度建议为1400 kN/(cm·线);研究成果可为100 m简支钢桁梁的桥墩设计提供参考。

城市轨道交通桥梁桥墩纵向水平刚度研究

针对城市轨道交通桥梁的特点。建立考虑后继结构影响的轨道交通桥梁梁轨相互作用有限元计算模型,分析在纵向附加力作用下梁轨相对位移、墩顶纵向水平位移、钢轨拉压应力情况,对城市轨道交通桥梁桥墩纵向水平刚度的取值问题进行探讨。研究结果表明,城市轨道交通桥梁墩顶纵向水平刚度的最小规定取值可以做适当的调整。

城市轨道交通简支梁桥桥墩纵向水平刚度限值研究

在考虑不同轨温幅度变化,且不考虑梁端铺设钢轨伸缩调节器的情况下,采用强度指标及变形指标对地铁简支梁桥桥墩纵向水平刚度限值进行研究。结果表明:线路纵向阻力参数、列车制动荷载和轮轨黏着系数对桥墩纵向水平刚度限值的影响较大。在1.8倍列车荷载下,采用0.164摩擦因数时,建议30 m简支梁单双线制动工况下桥墩纵向水平刚度限值分别取100,180 kN/cm;35 m简支梁桥墩纵向水平刚度限值分别取150,220 kN/cm。采用0.250摩擦因数时,建议30 m简支梁单双线制动工况下桥墩纵向水平刚度限值分别取250,500 kN/cm;35 m简支梁桥墩纵向水平刚度限值分别取300,500 kN/cm。由于该计算结果为理论分析结果,采用的阻力参数、荷载参数等与实际是否相符合还需要进一步验证。

高速铁路桥梁下部结构纵向水平刚度研析

根据高速铁路无缝线路桥梁纵向力传递机理，桥梁下部结构的刚度是影响桥上梁轨共同作用、无缝线路钢轨应力及高速行车的舒适性的关键因素之一。本文给出了高速铁路桥梁下部结构纵向水平刚度的计算方法，并对下部结构纵向水平刚度的影响因素和控制措施进行了分析，提出了各种控制措施使用的优选次序，为高速铁路桥梁下部结构纵向水平刚度设计提供参考。

轨道交通U型梁桥下部结构纵向水平线刚度合理值研究

针对轨道交通U型梁桥的具体结构形式,建立了桥上无缝线路梁轨相互作用空间非线性有限元计算模型。分析了轨道交通U型梁桥的无缝线路纵向附加力,并对轨道交通U型梁桥下部结构纵向水平线刚度合理值进行探讨。研究结果表明,我国《地铁设计规范》及《京沪高速铁路设计暂行规定》等规定的桥墩墩顶最小纵向水平线刚度值应用于轨道交通高架桥设计明显偏大,可适当放宽。

轻轨高架桥连续梁墩顶纵向水平线刚度设计探讨

《地铁设计规范》中对采用无缝线路的连续梁高架结构桥墩墩顶纵向水平线刚度限值选取一直没有明确规定,在实际工程设计中亦存在诸多问题,对线路和桥梁下部基础的设计影响很大。为了合理选取轻轨高架桥连续梁墩顶纵向水平线刚度限值,针对轻轨桥梁特点,分析桥墩纵向水平线刚度变化对无缝线路钢轨伸缩力、挠曲力、制动力等因素的影响,从梁轨相对快速位移和钢轨附加应力两方面入手,采用大型通用有限元程序ANSYS参数化设计语言进行二次开发,通过"轨道-梁-墩-基础"一体化模型进行计算。根据本文采用的3孔25 m连续梁模型计算结果,其制动墩墩顶纵向水平线刚度限值不小于350 kN/cm即可满足设计要求。

采用小阻力扣件的单线连续梁桥墩纵向刚度限值研究

基于梁轨相互作用原理,建立桥上无缝线路线桥墩一体化模型,研究主桥铺设小阻力扣件下单线连续梁桥墩纵向水平刚度的限值。研究结果表明:在主桥铺设小阻力扣件下,钢轨伸缩附加应力最大值与连续梁温度跨度及桥墩刚度近似呈线性关系;轨道结构稳定性和钢轨断缝对桥墩刚度限值均不起控制作用,桥墩刚度限值仅由钢轨强度控制;连续梁温度跨度较大时,桥墩刚度限值与温度跨度近似呈线性关系,对于温度跨度为240 m的连续梁,轨温变化幅度为50℃、40℃和30℃时,连续梁固定支座处桥墩刚度限值分别为1 282、522、226 k N/(cm·线)。

连续梁桥上单元板式无砟轨道纵向变形的控制

研究目的:大跨度桥上铺设单元板式无砟轨道所诱发的梁轨相互作用问题较之普通桥上无缝线路更为复杂,其纵向变形控制在既有规范和工程实践应用中存在不足。本文采用有限元方法建立线-板-桥-墩一体化计算模型,研究连续梁桥墩纵向水平刚度对单元板式无砟轨道无缝线路各部件受力及变形的影响,并提出无砟轨道纵向变形控制指标,为桥上铺设单元板式无砟轨道无缝线路提供理论依据。研究结论:(1)桥梁伸缩荷载下,通过铺设小阻力扣件可显著降低凸台周围树脂变形;列车制动荷载下,铺设小阻力扣件并不能有效降低树脂变形;(2)在伸缩荷载或断轨作用下,增大桥墩刚度并不能降低树脂变形量,但对于制动荷载,增大桥墩刚度可以显著降低树脂变形量,为确保树脂层变形低于3 mm,树脂层刚度最小值为70 kN/mm;(3)对于(60+100+60)m连续梁,铺设常阻力扣件时,轨温变化幅度高于40℃时需要铺设钢轨伸缩调节器,轨温变化幅度为30℃时满足无砟轨道强度和纵向变形要求的桥墩刚度限值为1 800 kN/cm;(4)该研究结论可为桥上无砟轨道设计提供一定的理论依据。

客货共线32m简支梁桥上无缝线路纵向力研究

为研究客货共线铁路32 m简支梁桥上梁轨相互作用规律,建立线-桥-墩计算模型,分析桥梁跨数、线路纵向阻力、桥墩纵向水平刚度和列车荷载图式类型对桥上无缝线路的影响。结果表明:随着桥梁跨数增加,桥上无缝线路纵向力增大,达到10跨时趋于稳定;随着线路纵向阻力增大,桥上无缝线路纵向力增大,梁轨相对位移减小;随着桥墩纵向水平刚度增大,伸缩力、挠曲力增大,制动力和梁轨相对位移减小;挠曲力和制动力随列车荷载图式竖向荷载增大而增大。建议桥上无缝线路检算选取10跨简支梁;有砟轨道轨枕选型应综合考虑桥上无缝线路受力和变形;铺设Ⅲ型混凝土轨枕时简支梁桥的桥墩纵向水平刚度(双线)不小于350 kN/cm;客货共线铁路货运量达到重载铁路等级时应增大桥墩纵向水平刚度。

铁路桥梁墩台刚度对无缝线路的影响

基于梁轨相互作用原理,采用有限元方法建立线-桥-墩一体化计算模型,以多跨简支梁和连续梁为例,分析不同墩台刚度对桥上无缝线路计算的影响。计算结果表明:钢轨伸缩力与伸缩位移、墩台纵向力均随着墩台纵向水平刚度的增大而增大,但增加幅度逐渐减缓;墩台自身的纵向水平位移会改变梁轨系统的纵向受力情况,当桥梁墩台自身位移较大时,应在桥上无缝线路纵向力计算中考虑其作用;钢轨挠曲力随着墩台刚度增大而增大,桥墩纵向水平刚度对钢轨制动力及梁轨相对位移的影响较为明显,应据此设定其对墩台最小水平刚度的限值;墩台刚度越大,钢轨断缝值越小。为满足断缝值不超限,桥梁墩台设计时应合理确定其纵向水平刚度值。

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。

跨新港四号路立交桥设计

介绍津滨轻轨工程以斜交 19°跨越新港四号路立交桥的桥式方案比选、连续刚构桥的设计比选、设计对施工的考虑等内容。结论是 :快速轨道交通线路以斜交小夹角跨越城市道路时 ,将桥墩设在分隔带上 ,桥梁斜交正做 ,可减小桥梁跨度 ,简化桥梁设计 ;采用连续刚构方案 ,3个刚壁墩共同承受纵向水平力 ,可减小中主墩内力 ;在合龙段中施加顶力 ,可抵消混凝土收缩、徐变对刚壁墩产生的次内力 ,墩底约束按 2倍基础刚度取值 。

上海市域铁路桥梁主要技术标准分析

目前上海市域铁路缺少具体规范指导设计,对市域铁路桥梁主要技术标准如:列车设计活载、桥梁结构形式、桥墩结构形式、抗震分析、桥墩纵向水平线刚度、竖向自振频率、结构变形等进行分析,可为今后市域铁路桥梁设计提供参考。

ANSYS二次开发在桥上无缝线路中的应用

利用大型通用有限元软件ANSYS进行二次开发,采用APDL语言编制了桥上无缝线路纵向附加力计算程序ALFCWR,建立线-桥-墩-基础一体化计算模型,对无缝线路纵向力的计算方法提供一种新的思路。结合工程实际,以客货共线铁路常见的40 m+64 m+40 m有碴轨道连续梁为例,分析了在列车制动力作用下,桥墩纵向水平线刚度对钢轨、墩(台)纵向力及梁轨相对位移的影响规律。

客货共线铁路40 m跨度混凝土简支箱梁桥墩设计

在墩顶纵向水平线刚度限值分别取550,1200 kN/cm条件下,对客货共线40 m跨度混凝土简支箱梁桥墩进行设计及检算,从而明确桥墩构造尺寸和配筋的控制条件。结果表明:按墩顶纵向水平线刚度限值取550 kN/cm初步设计得到的桥墩构造尺寸满足桥墩在主力、主力+附加力、主力+断轨力工况作用下的墩身受力检算要求,满足墩顶位移容许值要求;桥墩墩身构造尺寸由墩顶纵向水平线刚度限值控制,配筋由地震力控制;按墩顶纵向水平线刚度限值取1200 kN/cm设计时,在各工况作用下截面合力偏心距、混凝土压应力、墩顶位移均有所减小,但桥墩构造尺寸增大,混凝土、钢筋用量增加。仅通过增加墩身尺寸来满足更大的墩顶纵向水平线刚度限值要求的方案经济性较差。