铁路桥墩托盘裂缝病害加固处理研究

铁路线路安全是铁路工程管理部门的重要责任,尽快处理铁路运营期间发生的病害是铁路工程管理部门的重要任务。文章通过对某铁路桥墩病害及其成因进行系统检测分析,进行了较全面的现场测试及理论评估,总结了桥墩墩柱病害产生原因,针对桥墩病害的特点选择了合理的技术措施,并对技术措施进行了评价。结果表明,运用该技术措施进行墩柱处理后,墩柱的结构状况及承载能力满足要求,且目前该桥梁的运营情况表明该技术措施可靠。

某铁路桥墩C35混凝土泌水离析原因及解决方案

集宁至通辽铁路电气化改造工程某铁路桥C35混凝土出机状态良好,到达现场短时间内出现泌水离析,板结严重,无法满足现场施工需求。文章在前人研究成果的基础上,通过净浆流动度试验,查明外加剂与粉煤灰适应性较差是导致C35混凝土到场工作性能差的主要原因,并通过调整外加剂相关组分、粉煤灰与矿粉掺量及砂的细度模数,调制出塌落度、扩展度、和易性等良好且满足现场泵送施工要求的C35混凝土,成功解决了该铁路桥C35混凝土泌水离析、板结严重的问题。

铁路桥墩冬期混凝土施工关键技术研究

为建设交通强国,铁路加快了投资建设,冬期施工成为控制工程进度的关键。桥墩工程是冬施的主要项目,如何确保混凝土的质量是工程的重中之重。本文针对冬施特点,对桥墩工程进行了全面分析研究,从原材料料棚搭设、保温设施设置、混凝土拌制、运输、浇筑和保温养护方式,提出了行之有效的控制措施。通过在京雄高铁等工程的实际应用,取得了良好的效果,工程质量达到了验收标准。

高速铁路桥墩损伤量化研究

高速铁路桥墩的损伤判定及其量化是评估整个高速铁路桥梁损伤的一个关键问题。首先,根据抗震性能目标定义了高速铁路桥墩的损伤等级。其次,选取墩顶飘移比作为损伤指标,通过统计大量符合高速铁路桥墩特征的低配筋实心和空心桥墩拟静力试验数据,获得了不同损伤等级下的墩顶飘移比分布及不同保证率对应的墩顶飘移比限值。最后,统计振动台试验结果初步确定了墩顶飘移比作为损伤指标用的保证率,同时对比非统计样本的桥墩抗震性能试验和数值模拟结果验证所提损伤指标量化值的准确性。分析结果表明:低配筋实心桥墩和空心桥墩墩顶飘移比大致分别服从对数正态和正态分布;建议分别采用90%和95%保证率的墩顶飘移比限值量化高速铁路实心桥墩和空心桥墩的地震损伤;所提出的高速铁路桥墩损伤指标准确、合理且计算简便,可以供地震作用下高速铁路桥梁损伤评估使用。

构件可更换铁路桥墩抗震性能拟静力试验研究

为了快速恢复地震后受灾桥梁的使用功能,提出一种由混凝土柱和钢桁架联结系组合而成的构件可更换格构式桥墩体系。为研究构件可更换桥墩的抗震性能,设计制作1∶12缩尺模型进行拟静力试验,并采用有限元方法对试验过程进行数值模拟。结果表明:可更换构件中斜腹杆发生屈服,是主要耗能构件,弦杆与竖杆不易屈服;墩柱中混凝土出现可修复的细小裂纹,钢筋处于基本弹性状态,模型桥墩具有较好的抗震性能。

运营铁路桥墩偏移纠偏处理措施研究

文章以受邻近地铁盾构施工及特大暴雨等外界影响造成的某特大铁路桥1#~4#桥墩发生偏移为工程背景,首先对病害现状进行调查并对病害原因和加固纠偏原理进行分析,然后结合桥梁病害特点提出设置定向喷射注浆桩、应力释放孔及变形槽等具体纠偏措施,最后针对纠偏过程及纠偏前后实测监测数据进行分析,最终监测数据表明本工程采取定向喷射注浆并结合实时监测纠偏方案纠偏效果较好,可以为类似工程提供借鉴指导。

基于模型修正理论的铁路桥墩损伤定量评估方法

基于有限元模型修正理论,以桥墩横桥向整体振动、横桥向局部振动和顺桥向局部振动模态的不同组合为输入,以墩身刚度、基底约束刚度和支座刚度为损伤识别参数,用模态频率残差和模态振型残差构造目标函数,实现对桥墩损伤的定位和定量评估。对评估方法的验证结果表明:利用由墩顶、墩中和墩底3个点响应分析得到的模态参数即可实现对桥墩损伤的评估;以桥墩的2种或3种模态为输入时,可同时识别墩身、基础和支座的损伤;对于大部分仅可测得横桥向整体振动模态的桥墩而言,利用该模态参数仍可对桥墩墩身和基础的损伤状态进行准确评估;该桥墩损伤评估方法的抗噪能力强,可收敛到全局最优解。

高速铁路桥墩等效塑性铰长度研究

研究目的:等效塑性铰长度在墩柱的简化抗震设计中普遍用于预测墩顶的极限水平位移。高速铁路桥墩具有截面尺寸大、纵筋率较低等特点,目前我国铁路抗震设计规范未对桥墩的塑性铰长度给出建议值,设计人员只能参考现有的经验公式进行抗震设计,其适用性还不明确。本文基于9个高速铁路圆端形桥墩拟静力试验数据,对多个桥墩进行塑性铰长度的参数分析,与多种设计规范进行对比,旨在研究并提出适用于高铁桥墩的塑性铰长度公式,以方便桥墩抗震设计。研究结论:(1)利用纤维截面梁柱单元,采用修正Chang-Mander混凝土模型进行分析,与试验曲线吻合良好;(2)桥墩高度和轴压比对塑性铰长度影响较大,钢筋屈服强度与直径对其影响较小;(3)相比于已有的规范公式,本文提出的公式可更为准确地预测高铁桥墩的塑性铰长度;(4)该研究成果可用于高速铁路桥梁的抗震设计与分析。

受地面堆载影响发生偏移铁路桥墩的修复设计

某铁路桥因地面大量堆载引发桥墩偏移等病害,采用基坑放坡开挖模式计算了地面堆载作用下该桥相关桥墩周边土体的滑动面,并以此为前提,采用"m"法及有限元软件对桥墩桩基结构进行了安全性评估计算。根据评估结论,按桩基的受损程度,对承台偏移量大于50 mm的桥墩采用拆除既有桥墩,新建门式墩的修复设计方案;对偏移量在25～50 mm的桥墩采用既有桥墩利旧加固的修复方案。

Auto CAD二次开发在铁路桥墩设计中的应用

研究目的:特殊桥墩的设计在铁路设计中越来越多,而目前尚无专门的铁路桥墩设计的商业软件,为了帮助设计人员从大量烦琐的绘图和计算工作中解脱出来,为此开展开发可以设计计算和绘图一体的铁路桥墩设计绘图参数化平台系统研究。本文采用组件化设计,基于VC7.0平台的C++语言和用Object ARX提供的封装类对AutoCAD进行二次开发,研发铁路桥梁桥墩设计参数化平台系统。研究结论:(1)研发的铁路桥梁桥墩设计参数化平台系统实现了自动输出桥墩构造图、桥墩顶帽及垫石钢筋图和桥墩墩身钢筋图的功能;(2)该系统实现了铁路桥梁桥墩的参数化设计,可切实提高设计效率,减少设计中的人为失误,提高工作效率;(3)以连续梁桥边墩设计为例,验证了系统的可靠性,结果表明该铁路桥墩设计软件的性能是可靠的。

既有铁路桥墩横向刚度加固方案试验研究

伴随着不断发展的铁路运输规模和既有铁路桥梁墩台的长期服役,使得列车活载效应加剧了对桥梁墩身横向刚度的弱化效用,墩身横向刚度不足日益成为一项亟待解决的突出问题。在设计确定加固方案时,如何有针对性地改善墩身横向抗推刚度和自振频率,对保证设备质量安全和铁路运输畅通意义重大。通过列举一处既有铁路圆形桥墩横向刚度补强实例,利用实测法、经验公式法、有限元法综合分析了处理该问题的工程适用性。

哈齐客运专线四线铁路桥墩设计

以哈尔滨至齐齐哈尔客运专线松花江特大桥主桥桥墩为例,详细论述四线铁路桥墩的设计思路与设计方法,给出四线铁路桥墩设计时应重点关注的荷载组合工况;通过对冰压力荷载的分析,提出高纬度严寒地区桥墩的设计建议,对相同类型的工程具有一定的参考和借鉴意义。

基于对某既有铁路桥墩横向刚度加固方案的试验研究

在伴随着不断发展的铁路运输规模和既有铁路桥梁墩台的长期服役，列车的活载效应加剧了对桥梁墩身横向刚度的弱化效用，墩身横向刚度不足成为亟待解决的突出问题。在设计确定加固方案时，如何有针对性地改善墩身横向抗推刚度和自振频率对保证设备质量安全和铁路运输畅通意义重大。本文通过列举一处既有铁路圆形桥墩横向刚度补强实例，利用实测法、有限元法、经验公式法综合分析了处理此类问题的工程适用性。

铁路桥墩损伤识别模型试验研究

在实验室建立了适用于铁路桥梁低墩的模型桥墩,通过改变墩顶集中质量和基础约束刚度的方法模拟梁重变化和基底损伤。分析了地基约束变化和墩顶质量变化对模型桥墩动力参数的影响规律。以实测频率和振型为输入,利用优化算法对模型桥墩的损伤进行了识别,并将识别结果与设定损伤进行了对比。分析表明:当实际桥梁结构的轨道和支座约束刚度较大时,在简化模型中不可忽略墩顶约束的作用;频率和振型等模态参数对墩顶集中质量、墩顶约束和基础刚度的变化比较敏感;利用基于模态参数的模型修正技术可准确识别桥墩的损伤位置并确定损伤程度。

隔离桩施工对邻近铁路桥墩位移影响分析

地铁盾构近距离穿越既有桥梁时可采取隔离桩作为地基加固措施,但当隔离桩距离既有桥梁较近时,需分析隔离桩施工对既有桥梁结构的影响。以南京某城际铁路高架桥为研究对象,采用数值模拟和现场监测分析了隔离桩(钻孔灌注桩)施工对铁路桥墩的影响。研究表明:隔离桩钻孔引起铁路桥墩上浮,隔离桩浇筑引起铁路桥墩下沉,隔离桩施工最终导致铁路桥墩下沉;隔离桩施工过程中,铁路桥墩向加固区轻微偏移,最终水平位移较小,在可控范围内;在南京地区采用施一隔五的施工顺序进行钻孔灌注桩施工时,对铁路桥墩的位移影响较小,也在可控范围内。

基于RLM-MC的高速铁路桥墩沉降曲线预测方法

为削弱观测数据中异常值带来的扰动,优化曲线拟合的参数估计结果,解决曲线模型无法有效反映动态过程存在的随机波动问题,提出一种基于稳健Levenberg-Marquardt (RLM)和马尔可夫链(MC)的曲线预测方法。利用非线性最小二乘方法中的Levenberg-Marquardt(LM)方法优化Logistic模型参数,引入稳健估计抵抗异常值,形成稳健Levenberg-Marquardt方法,最后利用马尔可夫链对预测值进行修正,从而提高预测准确度。结合高速铁路桥墩沉降数据,将RLM方法的参数估计结果与最小二乘(LS)方法、稳健最小二乘(RLS)方法和LM方法进行比较,结果表明,RLM方法的参数估计结果在四种方法中精度最优。在预测结果的比较分析中,本方法的平均绝对误差、均方根误差和平均绝对百分比误差指标均小于其他四种方法,说明本方法预测结果更为准确。

铁路桥墩新型延性构造及抗震设计方法研究

为解决延性抗震设计中铁路桥墩线刚度需求与承载力超强的矛盾,基于国内抗震相关规范,系统分析了问题的成因及影响,通过内缩截面降低承载力,增加外围材料提高刚度与强度的方法,提出了一种适用于铁路桥墩的塑性铰区新型延性构造;通过对墩柱性能曲线分段设计的方法,在抗震验算中引入基础承载力相关参数作为抗震设计控制条件,分别计算内缩截面后的核心墩柱与补强后墩柱的性能曲线,建立了基于该延性构造形式的抗震设计方法及完整的设计流程;以典型铁路桥墩为研究对象,验证了新型延性构造及抗震设计方法的有效性。采用新型延性构造的桥墩,在保证线刚度与容许应力强度需求的同时,显著的控制了墩柱承载力超强,降低了基础的建造成本。

容许应力法与极限状态法铁路桥墩设计对比分析

校验《铁路桥涵极限状态法设计暂行规范》(Q/CR 9300—2014)的适用性,以现行的铁路工程建设通用参考图《时速350 km客运专线铁路圆端形实体桥墩》(通桥(2009)4301—Ⅰ)为例,对墩身截面偏心、强度及稳定性等控制因素进行容许应力法与极限状态法对比分析。对比结果表明两种检算方法的安全储备是一致的,极限状态法规范所拟订的荷载分项系数也是合理、适用的。

通过预应力筋连接的节段预制拼装式铁路桥墩抗震性能研究

节段预制拼装式桥墩抗震性能与现浇墩有一定差异,以铁路常用桥墩结构为例,连接形式采用预应力筋,通过纤维模型对抗震性能和相关参数进行数值计算和分析。结果表明:(1)采用完全预应力筋连接的铁路拼装墩各项指标满足正常使用和多遇地震要求,可适用于非震区或低震区;(2)在罕遇地震作用下,采用预应力筋混合连接的铁路拼装墩抗裂能力有所提高,极限承载能力、变形与现浇墩相差不大,延性性能、耗能能力等满足"大震不倒"的抗震需求;(3)在一定条件下预应力筋配筋率、预应力度对抗震性能影响不大,初张力对预应力筋状态影响明显,需要合理确定初张力的上限。

基于简化模型的铁路桥墩健康状态快速评估方法及应用研究

针对存在墩梁耦合效应的重载铁路多跨简支梁桥桥墩健康状态评估问题,以重载铁路多跨简支梁桥为研究对象,推导了梁体等效集中质量的计算公式,提出了多跨简支梁桥桥墩简化模型,进而建立了一套基于简化模型的铁路多跨简支梁桥桥墩健康状态的评估方法.并以南排河特大桥为试验对象,探究了该方法在实际工程中的应用情况.结果表明:锤击激励和环境激励下梁体振型等效集中质量系数计算值差异很小,其计算方法不受外部激励的影响;提出的单墩简化分析模型可以较好地等效局部墩梁体系的振动;基于模态频率和振型构建的模型修正方法可以实现桥墩墩身刚度与基础约束的定量评估;整体和局部健康评估结果均表明南排河特大桥4号和5号墩服役状态良好,该快速评估方法能够准确反映桥梁健康状态,具有良好的实用价值.