吊索材料对某大跨中承式铁路拱桥风致响应的影响研究

为研究钢吊索和碳纤维吊索对拱桥结构静动力性能的影响,以山区某大跨中承式铁路拱桥为研究对象,建立有限元分析模型开展非线性动力仿真分析,获取了主梁和吊索不同位置的振动响应,分析了吊索材料对拱桥构件风致响应的影响规律。结果表明:(1)基于等强替换的原则,将拱桥钢吊索更换为碳纤维吊索,主梁主导的振型频率增幅达3%~12%,吊索振动基频提升约27%;(2)与采用钢吊索相比,碳纤维吊索拱桥的主梁横桥向位移增大超50%,吊索自身的横桥向位移增大约60%,而主梁的竖向位移和吊索的顺桥向位移则大幅度减小;(3)不同材料吊索的风致应力幅差异不大,均接近3 MPa;(4)采用碳纤维吊索时,拱桥的风致响应频率相对集中,采用钢吊索时则较为发散,发生振动的可能性更高。

CFRP吊索钢管混凝土系杆拱桥模型试验研究

碳纤维筋(CFRP)具有优良的物理力学性能,可作为钢管混凝土系杆拱桥中的吊索。一种CFRP筋的树脂封装型锚具也已开发,它可调整CFRP吊索索力大小,并有可能应用于CFRP吊索钢管混凝土系杆拱桥。本文的试验研究对钢管拱桥模型及钢管混凝土拱桥模型的受力与变形性能分别进行了测试与对比分析。在系梁施加预应力过程中,对CFRP吊索拉力、系梁与钢管拱的竖向挠曲变形及应力的变化进行了测试。与钢管混凝土拱桥相比,相近荷载作用下钢管拱桥吊索拉力较大,系梁的竖向变形较大,钢拱相应截面的压应力较大,系梁裂缝宽度较大。试验结果表明CFRP吊索钢管混凝土系杆拱桥的受力与变形性能较好,为CFRP吊索在系杆拱桥中的推广应用提供了一系列试验依据。

优士阁工程结构改造设计

本文通过优士阁工程结构改造设计,对新增自动扶梯的埋件设计,对结构杆件采用粘钢加固和粘碳纤维补强的方法,对加大梁截面和取消原有混凝土墙用梁托换的计算,对原有建筑周围大开挖考虑基坑底土的隆起失稳等问题进行了阐述,可供类似结构改造设计时参考。

铁路客车转向架摇枕碳纤维安全吊研制

根据铁路客车209P型转向架摇枕托梁安全吊故障情况,分析了安全吊的振动模态特性,在不改变原来安全吊及安装吊座几何形状的前提条件下,提出了采用碳纤维材料的安全吊结构,使整个安全吊装置结构具有更高的疲劳强度和结构可靠性,对碳纤维安全吊进行了结构模态、振动疲劳寿命计算分析,开展了振动冲击试验、拉伸试验以及线路动应力测试,结果表明,采用碳纤维材料的安全吊提高了安全吊及吊座的可靠性,解决了疲劳断裂问题。