高速铁路路桥过渡段地基沉降测试与预测方法研究

以津秦客运专线路桥过渡段路基沉降测试为例,利用BP神经网络方法和灰色系统法研究了路桥过渡段沉降预测问题。计算实例表明,神经网络法和灰色系统法短期沉降预测结果比较准确,简便易行,因而具有广泛的工程实用价值和应用前景。

软土区公路工程桥头过渡段地基处治技术研究

本文结合软土区公路工程实际情况,针对桥头软土路段、一般软土路段以及路桥过渡段分别采用了不同软基处治技术,以保证公路行车安全。实践表明,选用针对性的桥头过渡段地基处治技术有效控制了桥头跳车现象,且地基处治效果良好。

水泥土搅拌桩在有轨电车路桥过渡段地基处理中的应用

文章以南京河西新城现代有轨电车路桥过渡段地基处理工程为例,对路桥过渡段施工期的地基表面沉降和运营期的地基工后沉降进行现场监测,根据现场监测结果对水泥土搅拌桩复合地基在处理路桥过渡段软土地基中的加固效果进行分析。结果表明:施工期的表层沉降随时间增加逐渐增大,沉降速率在施工一个月后趋于稳定,累计沉降量为330 mm;运营期12个月内的工后累积沉降为9.2 mm,低于设计警戒值30 mm;采用水泥土搅拌桩进行地基处理后,有轨电车路桥过渡段的工后沉降得到了有效的控制。

CFG桩对路桥过渡段地基沉降影响模拟分析

根据现场实测的路基截面数据,采用ANSYS有限元软件建立路基模型,应用流变力学理论,计算出列车动荷载作用下经CFG桩加固和未经加固的路基沉降变形。结果表明:经CFG桩处理后的路基,在荷载作用下,路基顶部的沉降量明显减小,最大竖向沉降量满足客运专线路基沉降规范要求,并分析了CFG桩对粘性软土路基的加固机理。

软土地区公路桥头过渡段地基处理技术分析

软土地区的公路路堤易出现大沉降或不均匀沉降等问题,尤其是公路桥头位置,桥头跳车现象较为常见。论文以实际公路工程为例,研究了桥头软土路段、路桥过渡段的地基处理技术。实践表明,通过软土地基处理能有效控制桥头跳车问题,保证沉降量达到标准规定要求。

软土地区公路桥头过渡段地基处理技术探讨

软土地区修建的路堤易发生沉降过大或不均匀沉降等病害,特别是在桥头处,易产生桥头跳车现象,文中以黄阳公路为工程实例,对桥头软土路段、一般软土路段、路桥过渡段采用不同的软基处理方法,实现沉降过渡。桥头跳车现象显著减小,处理效果良好。

路桥过渡段地基处治对策研究

路桥过渡段地基多数为软土等荷载能力差的地基上，软土地基导致路桥过渡段路基和桥台沉降有很大的差异，加上复合桩基的作用，使得复合地基与过渡段地基在荷载传递上存在明显差异，最终出现不规则沉降和刚性突变，产生安全隐患。本文作者就路桥过渡段地基出现的问题进行分析，提出处治对策。

不同防风设施过渡段接触网风场特性分析

研究目的:大风经不同防风设施过渡段后形成涡流区,在接触网及承力索附近形成大风增速区,加大接触网的风偏和振动,对接触网的安全性、稳定性及抗疲劳性产生更大影响。为研究不同防风设施过渡段接触网处的风场特性,根据兰新高铁明洞与路基挡风墙防风过渡段的典型结构,基于数值计算及风洞试验,对列车在隧道、明洞、挡风屏和挡风墙等不同防风设施运行时的接触网处风场特性进行研究。研究结论:(1)不同线路结构风速变化规律基本一致,来流风速经过车身绕流作用,风速先急剧增大,随着列车逐渐远离监测点,风速减小并最后趋于稳定;(2)防风设施过渡段承力索处风速较接触线处大;(3)不同防风设施过渡段隧道口及隧道与路基挡风墙过渡段风速峰值较大,运行时应给予重点关注,建议采用弹性定位器等措施,改善弓网的运行状态;(4)本研究成果可为防风设施过渡段的接触网设计提供依据。

基于DEM-FDM耦合的过渡段膨胀诱发钢轨上拱研究

研究目的:为分析涵洞过渡段地基膨胀引起的钢轨上拱响应,基于现场测试、室内膨胀试验数据,开展DEM-FDM耦合数值模拟,分析某涵洞附近路基土在膨胀范围为16 m,膨胀中心距离涵洞中心分别为0 m、5 m、10 m这三种工况下,不同膨胀率时基床填料的运动规律及钢轨的上拱响应。研究结论:(1)涵洞对于钢轨上拱位移的传递存在阻断作用,但会增大钢轨上拱的峰值,原位膨胀率下工况二的钢轨上拱峰值达到46 mm,当路基膨胀率为0.3%时钢轨上拱位移量达到无砟轨道钢轨可调节临界值(4mm);(2)过渡段钢轨上拱处同时产生轴向应力集中,其中原位膨胀率下工况二轴向应力峰值达到14.4 MPa;(3)对于膨胀区域位于涵洞下方的工况,钢轨轴向应力呈现出来的分布规律为钢轨上拱拱顶处为主拉应力状态,拱脚处为主压应力状态,因此一共包括三个压应力峰值点以及两个拉应力峰值点;(4)本文研究可为高铁涵洞过渡段路基膨胀病害解决方案的确定提供理论依据。

复杂山区桥址区地形模型的边界过渡段线型

复杂山区桥址区地形模型过渡段曲线直接影响到风洞试验或数值模拟结果的精确性,为探究桥址区地形模型边界过渡段所采用线型的合理形式,基于设置过渡段的2种思路,提出构造过渡段线型的基本原则;采用数值模拟方式对比研究3类典型过渡段线型在均匀来流流经时沿程气流分离特性、平均风速剖面、风攻角剖面及湍流动能沿程分布;分析过渡段斜率变化对流场的影响规律.研究结果表明:平方正弦曲线在气流分离特性终同位置最大剪应力差为3.77×10^(−3) Pa,风特性过渡性能上同高度最大风速差0.09 m/s,最大湍流动能差1.46×10^(−3) J,均优于其他线型,为桥址区地形模型过渡段线型选取提供了重要参考.

路堤-桥梁过渡段车辆气动力风洞试验研究

为了探究路堤-桥梁过渡段处车辆的气动力,建立1:50的大比例尺路堤-桥梁过渡段和车辆试验模型,在桥梁和路堤段分别布置两种风屏障,并在车辆模型表面布置多个测压点,以研究不同防风措施下处于不同风向角的路桥过渡段车辆气动力。试验结果表明:与无防风措施相比,布置桥梁风屏障后最不利风向角会从-15°变为0°,此风向下过渡段处车辆的三分力最大;再进一步布置路堤风屏障后最不利风向角不变,但大幅度减小了0°风向角下车辆的侧力系数和力矩系数;布置路堤风屏障能有效减小车辆所受三分力;不同风向角下改变陆地风屏障参数产生的影响不同,针对路堤-桥梁过渡段布置防风措施时,应充分考虑其来流方向,以达到最优效果。

废弃橡胶轮胎在路桥过渡段沉降影响因素研究

为了研究废弃橡胶轮胎作为路基的加筋材料改善道路桥梁过渡段差异沉降的影响因素,建立了ABAQUS有限元数值模型。通过施加单一与交通荷载,对不同加筋层数、筋材特性、交通荷载的幅值、频率、循环次数等因素对土体沉降量的影响进行分析。结果表明,3层加筋效果优于2层,远优于1层。加筋后的桥头路基抵抗沉降的能力有显著提高,且随着模量的提高,效果更明显。在交通荷载作用下,随深度的增加,轮胎的影响深度逐渐减小;随荷载频率的增大,交通荷载作用在土层的次数增加,荷载的影响深度随之增大;随循环次数的增加,土体塑性位移递增。轮胎通过将软土层分层,提高了土体的整体性和连续性,减小了差异性沉降,使路桥的过渡段平稳过渡。

某高速公路深厚软基路桥过渡段跳车病害处治研究

结合某在役高速公路路堤深厚软基桥头跳车实测累计沉降量40.60 cm病害处治工程,开展室内土工试验、理论计算及GEO5模型计算分析。结果表明:15年内的累计剩余沉降量均超规范中桥头路基容许工后剩余沉降量不大于10.00 cm要求;提出“CFG桩+路面重铺”等处治方案,进行检算校核,计算得剩余总沉降量9.76cm,表明处治设计方案较为可靠。结合工点需保通及基底存在前期已施工CFG桩特点,制定通车条件下的施工顺序及工艺,确保方案可行。

泡沫混凝土在路桥过渡段中的应用

混凝土泡沫的主要结构是由化学和物理的方法进行合成得来的,将气体进行混合并且与混凝土进行合成,就能够得到一种成本低,对社会环境无污染,并且能够减少火灾发生的一款新型建筑材料,这种材料的优点众多,主要可以起到防火和隔音的作用,当然,其保温性较好,能够隔绝大部分的热量。随着现代化的工程项目建设的条件和质量的提高,这种泡沫混凝土材料不仅仅能够满足当前的施工项目需要,还能与目前建筑行业的环保理念相符合,在工程项目建设上被广泛应用,本文主要对公路工程施工当中泡沫混凝土的应用进行分析和探讨。

基于行驶舒适性的路桥过渡段差异沉降控制阈值

为解决传统路面结构路桥过渡段差异沉降过大和二次跳车问题,结合路桥工程实践,通过将桥头搭板放置一定深度和设置两级枕梁,并将桥头搭板与枕梁现浇在一起的方式,提出一种刚柔连续过渡的桥头搭板结构,用以改善桥头路基的应力分布及变形;同时为研究不同等级公路的路桥过渡段差异沉降控制阈值,给出量化指标,通过分析桥头跳车作用机理,根据车辆振动系统输入激励与输出响应的关系,建立二维五自由度车辆振动模型,并根据不同等级公路的路桥过渡段处治情况,建立相应的计算模型,编写程序求解人体加权加速度均方根值,根据人体舒适程度分级情况确定不同等级公路的路桥过渡段差异沉降控制阈值。结果表明:高速公路一级公路、二级公路和三级公路的路桥过渡段差异沉降控制阈值为将容许搭板纵坡变化值控制在0.30%~0.40%、0.40%~0.55%、0.50%~0.75%和0.95%~1.35%,四级公路的路桥过渡段差异沉降控制阈值为台阶高度控制在0.05m以内。

极限轨面折角条件下高速铁路路桥过渡段动力特性

为了探究路桥过渡段在高速行车条件下的动力特性,建立传统型、搭板型和桩板型三种形式路桥过渡段的三维有限元模型,研究1‰极限轨面折角以及350、400 km/h两种车速条件下三种路桥过渡段的动力响应。结果表明:1‰极限轨面折角条件下,车速由350 km/h提高为400 km/h时,三种路桥过渡段的路基表面竖向动变形和竖向加速度都有所增大,但均未超过现行350 km/h车速时的规范限值,现行过渡段设计要求对传统型、搭板型和桩板型三种路桥过渡段仍适用于车速400 km/h条件;搭板型路桥过渡段的竖向动变形、加速度最值分别为0.10 mm、0.50 m/s^(2),均小于各自限值,且可通过搭板减小路桥交界处差异沉降,并降低施工难度和工程造价;综合考虑路基动力响应要求、对差异沉降的控制效果、施工难度以及经济性,三种路桥过渡段中搭板型路桥过渡段综合性能较优。。

高寒季节性冻土区铁路路桥过渡段冻胀特性数值模拟研究

铁路路桥过渡段是整个线路中至关重要部分,也是相对薄弱部位,高寒季节性冻土区铁路路桥过渡段填土冻胀引起墩台梁体变形变位,对线路平顺性造成了很大影响。针对高寒季节性冻土区铁路路桥过渡段冻胀问题,基于热力耦合理论,采用ABAQUS软件建立铁路路桥过渡段数值模型,分析过渡段温度场与填土冻胀发展变化规律,探讨由桥台后填土冻胀引起的桥梁-桥台-填土相互作用。结果表明:材料热力学特性与桥台温度边界是影响温度场平衡过程与分布规律的主要因素,且距桥台距离增加,影响逐渐减弱;过渡段土体地温具有正弦分布、相位滞后与振幅衰减规律;随着填土水平冻胀变形发展,桥台会逐渐发生侧移和倾斜,进而导致桥梁与桥台顶紧,影响桥梁结构安全。

扇形涡轮过渡段流动特性及改型特征

为了探讨某扇形涡轮过渡段的气动性能,本文进行了互补互证的数值与试验研究,分析扇形过渡段内损失的区域以及原因。通过采用试验和数值模拟方法,结合经验公式对过渡段型线进行改型设计并进行周期性数值模拟,对原型扇形涡轮过渡段进行了研究,分析了扇形过渡段中损失的主要来源。结果表明:0.07Ma、0.14Ma时扇形涡轮过渡段损失主要在机匣两侧,其余马赫数时在端壁摩擦和流动逆向压差共同作用下使损失区域向支板与左右端壁的中心靠近,周期性模拟时出口面损失区域位于支板后中心区域。本文发现不同型线模型拥有不同的流动过程,等压梯度型线先快速扩压后缓慢扩压的扩压流动方式能有效降低过渡段损失,损失相较于原型减小。

路堑过渡段对高速列车气动荷载的影响:基于IDDES方法

当高速列车在横风条件下通过路堑过渡段时,列车的气动荷载将发生显著变化。本文基于改进的延迟分离涡湍流模型建立了列车-路基-风的三维空气动力学耦合模型,重点探讨了路堑深度对列车气动载荷变化和气动性能恶化的影响,揭示了相应的列车周围流场的演化机制。结果表明:当路堑深度为6 m时,头车所受的气动冲击能量最高。在列车完全驶入下一运行场景后,随着路堑深度的增大,来流对列车气动荷载的影响减弱,相应的波动幅度降低。头车气动载荷的突变幅值与风速近似满足线性正相关关系。

考虑路基填料冻胀的寒区铁路路桥过渡段动力特性数值模拟研究

寒区路桥过渡段路基冻胀导致轨道变形影响列车安全稳定运行,已成为寒区铁路亟待解决的重大工程问题。建立考虑冻融循环-冻胀发育-列车振动荷载联合作用的列车-轨道-路桥过渡段有限元模型及其计算方法。预测并对比冻胀与非冻胀工况下过渡段动力响应特性及其差异,着重探讨轴重、车速、行驶方向等因素对动力响应分布特征、传播规律及衰减特性的影响。研究结果表明,动力响应随轴重增大而增大;冻胀条件下,轮对脱轨风险区域随车速增加而增大、正向行驶产生的动力响应明显更大;桥台附近土体的竖向动应力分布存在相位滞后现象。研究成果对于解决目前严重制约我国寒区铁路工程病害防控的重要瓶颈问题,具有重要的科学与实际意义。