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。

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。

多年冻土区路桥过渡段一种新结构的试验观测与分析

基于保护多年冻土的原则,通过对一般地区过渡段设置方法的改进,得到了一种用于青藏铁路清水河地区的新型式路桥过渡段的设置方法.通过对过渡段的沉降和热状况的现场监测,分析了过渡段沉降变形和热状况的变化规律,并对采用的设置方法所产生的实际效果进行了评价.

季冻区高速铁路路桥过渡段稳定性试验研究

研究目的:对于路桥过渡段较多的高速铁路地段,控制路桥过渡段的沉降差是保证列车运行平顺性的重要因素,尤其是处于深季节冻土区的高速铁路路桥过渡段,其变形控制更加严格。本文以哈齐高铁某路桥过渡段为试验监测断面,基于现场地温、冻胀变形和沉降变形的试验数据,分析寒区高速铁路路桥过渡段的地温、基床表面的冻胀变形和基底的沉降变形,揭示寒区高速铁路路桥过渡段的地温与变形特征,从而评价路桥过渡段的稳定性状况。研究结论:(1)建设初期,采用掺3%水泥的级配碎石作为桥后回填料较粗粒土易吸热和放热;两者在相应深度处的温差随时间的推移逐渐减小并趋于0℃,最终桥后级配碎石与粗粒土达到新的热力平衡;(2)采用掺3%水泥的级配碎石作为路桥过渡段桥后回填材料,其基床表层与桥台间的最大变形差值为4.6 mm,满足规范要求;(3)级配碎石作为桥后回填材料,其基床表层的变形随时空的变化过程分为四个阶段:冻胀快速发展期、冻胀相对稳定期、冻胀抬升期和融化回落期;(4)级配碎石作为桥后回填材料,其冻结深度与基床表层的冻胀变形呈非线性关系,但路堤的最大冻结深度影响其基床表层的最大累积冻胀值;(5)路基阳坡的沉降量较阴坡大,离阴面坡脚越近,基底的沉降量和变形幅度越小;路基施工完成至铺轨前,基底沉降随时间的推移缓慢增大,但目前基底各测点沉降量均满足规范要求;(6)该研究成果可为今后季冻区类似工程设计、施工和维护提供参考。

高速铁路路桥过渡段振动特性试验研究

通过某高速铁路试验段现场动载试验,测试过渡段不同断面、不同深度处路基的动应力、弹塑性变形和路基综合动刚度,分析在模拟列车动荷载作用下的动态反应和工程特性。测试结果表明:①级配碎石基床表层对过渡段路基动应力的衰减效果明显,基床表层动应力衰减系数沿纵向逐渐减小,基床底层则逐渐增大;②各断面弹塑性变形主要集中在基床表层,沿纵向呈增大趋势,沿深度逐渐减小;③路基综合动刚度与基床表层、底层、路堤本体的刚度有关。过渡段路基从动应力传递规律、弹塑性变形、路基综合动刚度等方面起到了过渡作用。

多年冻土区路桥过渡段变形及地温场试验

根据多年冻土区路桥过渡段路基在竣工后3 a内的现场试验数据,分析了路基不同位置的地温变化、路基基底沉降变形和路基不同位置沿横向及纵向的沉降变形规律。结果表明:采用粗颗粒土填筑的过渡段路基对多年冻土区土体有明显的冷却效果,可防止多年冻土上限的下降;路基阳坡的沉降大于阴坡,而沿路基纵向,距离桥台越远路基沉降越大,但路基沿横向和纵向的沉降均满足工程要求;这种粗颗粒土填筑的路桥过渡段可适用于多年冻土区。

桩筏结构加固路桥过渡段深厚淤泥地基的现场试验研究

针对采用"预应力管桩+钢筋混凝土板"的桩筏结构加固处理高速铁路路桥过渡段的深厚淤泥地基,选择两处过渡段开展现场试验,基于实测结果分析桥台地基土的侧向位移和孔隙水压力、桩筏结构的沉降、桥台基桩的弯矩和侧向位移的变化特点及其产生原因,研究过渡段打入管桩对邻近桥台地基的影响、靠近过渡段的路基填土对桩筏结构稳定性的影响、台后路基填土对桥台基桩的侧向影响。结果表明:过渡段打入管桩会挤压邻近的桥台地基,若不采取其他措施,宜等管桩全部打完5个月后再开始钻进靠近管桩的桥台冲孔灌注桩孔;靠近过渡段的路基填土使桩筏结构先上浮然后不均匀下沉;采用桩筏结构对过渡段的淤泥地基进行加固处理后,台后路基填土仍会使下卧淤泥侧向移动而挤压桥台基桩,使桥台基桩偏移。

季节性冻土地区高速铁路路桥过渡段路基变形特征分析

依据在哈大(哈尔滨—大连)高速铁路德惠路桥过渡段2个冻融循环期间实测的地温和路基变形数据,研究季节性冻土地区高速铁路路桥过渡段的路基变形特征。结果表明:路基的冻胀变形主要发生在冻深0~1.2m范围内,且随冻深的增加呈现阶段性增长的特征;基床表层级配碎石的冻胀量约占路基总冻胀量的40%;路基的融沉压缩变形约在1个月内完成;在整个冻融过程中,过渡段差异沉降引起的弯折角基本满足"等于小于1.0×10^(-3) rad"的规范要求;融化稳定后,路基能够基本恢复到冻融之前的状态,冻融引起的过渡段差异沉降也基本消失;采用的路基工程措施及形成的地温场分布等均会不同程度地引起路基内水分的迁移和重分布。

高速铁路路桥过渡段轮轨力分析

通过武广客运专线某路桥过渡段的现场车检数据分析，对高速铁路路桥过渡段轮轨力随列军速度的变化规律进行研究。结果表明，动车通过路桥过渡段时轮轨垂向力明显增大，且当车速达300km·h^-1及以上时增幅更加明显；在200-340km·h^-1车速范围内，轮轨垂向力的变化范围为31．1～100．46kN，最大轮轨垂向力是过渡段内轮轨垂向力有效值的125％～147％；各速度级下的轮轨垂向力均符合正态分布，其平均值基本在50～60kN范围内，但动车速度越大，轮轨垂向力值越离散；置信概率为99．4％时预测的过渡段上最大轮轨垂向力值在71～90kN范围内。

重载既有线路桥过渡段动力响应特性分析

结合朔黄铁路路桥过渡段实际,基于有限元和无限元理论建立车-轨动力分析模型,并通过实测数据对模型进行了验证。以实测过渡段不平顺为基础,分析了C80货车通过过渡段时动力响应规律。计算结果表明:重载既有线路桥过渡段运营造成的不平顺对车辆振动加速度、轮轨力等影响较大,不平顺条件下轮轨力可达221 kN,接近容许限制;在路基深度3 m以下,AB组与C组填料动应力和动变形趋于一致,在使用C组填料过渡区段可考虑在3 m以上用AB组填料换填。

路桥过渡段折角型沉降致CRTSⅢ型无砟轨道效应研究

高速铁路路桥过渡段处由于桥梁和路基的支承刚度不同,桥台后侧路基因难以填筑压实,过渡段容易产生折角型沉降,导致无砟轨道结构产生层间离缝、结构裂缝和路基脱空等病害,影响高速列车运行的舒适性和安全性。以高速铁路路桥过渡段CRTSⅢ型板式无砟轨道为研究对象,利用ABAQUS有限元软件建立路桥过渡段无砟轨道空间耦合模型,研究过渡段沉降折角和轨道底座厚度对无砟轨道层间离缝的影响规律,并考虑混凝土塑性损伤特征,分析不同荷载组合和底座厚度对轨道结构受力和变形的影响规律。研究结果表明:折角型沉降角度对轨道结构受力和变形有很大的影响,当折角角度从0.5‰增大到1‰时,自密实混凝土层和底座之间的层间离缝长度从0增长到1.46 m,离缝幅值从0.99 mm增至3.13 mm;路基脱空长度从0增至0.92 m,脱空幅值从0.51 mm增至2.53 mm;在折角型沉降下端,与路基脱空相比,自密实混凝土层间离缝的分布范围较大,但幅值较小;在折角沉降上端,层间离缝的分布范围和幅值都比路基脱空大;底座厚度增加可以减小折角型沉降引起的轨道层间离缝和结构裂缝,使出现损伤的范围和损伤因子最大值都有所降低,底座厚度建议增加至50 cm,可有效改善规范规定的容许过渡段1‰折角沉降对CRTSⅢ型无砟轨道服役状态的不利影响。

青藏铁路冻土区路桥过渡段沉降原因分析

青藏铁路开通近10 a以来,各类冻土工程稳定,保证了列车平稳安全的运行。然而,青藏铁路工程也不可避免出现了一些病害问题。现场调查资料表明,冻土区路桥过渡段下沉现象较为严重。通过冻土区路桥过渡段的沉降特点和工程地质条件综合分析,结果表明:地表水或冻结层上水水热侵蚀,引起人为多年冻土上限下降、高含冰量冻土层融化,致使路基发生强烈的融化下沉。建议这类工程病害应采取主动降温措施增强地基土的冻结能力,并加强防排水设施和改善地表水条件,消除水热侵蚀所产生的融化下沉。研究结果为青藏铁路路桥过渡段的稳定性和养护提供了科学依据。

极端温度作用下桥上纵连式无砟轨道台后端刺受力变形特性

为研究极端温度下台后Π型端刺锚固体系各结构部件之间的相互作用,以某高速铁路一般地段端刺区结构为研究对象,采用ABAQUS有限元分析软件建立路桥过渡段纵连式无砟轨道无缝线路精细化空间耦合模型,研究高温和极寒条件下轨道结构、摩擦板、过渡板以及端刺的受力特性与变形规律,揭示结合部离缝以及锚固体系脱空等端刺区典型结构伤损的发展机制。研究结果表明:在极端温度作用下,过渡板所受纵向应力最大,摩擦板的竖向变形趋势与底座板的竖向变形趋势保持一致,且越靠近桥台各端刺顶部,纵向位移越小;端刺锚固体系受其上轨道结构宽窄接缝构造影响显著,对应的摩擦板与过渡板区段在高温条件下纵向压应力急剧增大,而在极寒条件下纵向拉应力急剧增大;“高温-极寒”温度循环作用易导致过渡板与路基支承层结合部产生离缝与挤压破裂,同时由于锚固体系在极端温度荷载作用下的超量变形,造成摩擦板、端刺与周围地基土体在接触界面产生脱空,且纵向脱空较竖向脱空更为显著。

寒区路桥过渡段在地下水作用下的沉降分析

多年冻土地区的路桥过渡段,除了存在纵向差异沉降,还有与下伏冻土有关的特有工程问题。本文基于室内模型试验,研究地下水对路桥过渡段差异沉降的影响。通过设置热源模拟地下水效应,得出如下结论:在地下水作用下,桥台和路基的沉降量明显增大,且桥台的沉降量比路基明显偏大。

铁路路桥过渡段的处理技术研究

对铁路路桥过渡段轨面变形的原因进行了分析,从地基处理、减轻路堤结构自重、台背回填、在路基与桥梁间设置搭板等环节阐述了相应的处理技术,并总结了施工中的注意事项,以提高铁路运行的舒适性与安全性。

冻土区路桥过渡段模型改进试验研究

冻土对温度有极高的敏感性,在温度影响下其物理性质会产生冻结和融化,而冻土区路桥过渡段由冻土路基与钢筋混凝土结构组成,因其刚度、强度及材料的不同而引起差异性沉降和桥梁的变形,一直是影响青藏铁路安全运营的一大危害。因此,对传统路桥过渡段结构提出一种改进方法,并通过室内模型试验和传统的路桥过渡段进行比对分析。结果表明:经改进后的过渡段结构对地基具有良好的冷却效果,具有较强的自然对流换热效应,在荷载的作用下,新型结构差异性沉降有了明显改善,极大地减少了过渡段结构因差异性沉降所带来的铁路运输危害。

气泡混合轻质土在路桥过渡段施工应用中的沉降变形分析

基于数值模拟与现场实测,对气泡混合轻质土在路桥过渡段中的工程特性及沉降变形进行了分析,结果表明:路基沉降变形随着气泡混合轻质土容重的增大而呈线性增长,分层填筑厚度越大,沉降变形增长速率越快;沉降变形随气泡混合轻质土弹性模量的增大而逐渐减小;分层填筑高度对路基沉降变形影响较大,分层厚度越大,沉降变形越明显;建议气泡混合轻质土容重采用6kN/m^(3)、弹性模量采用100MPa、分层填筑厚度采用0.5m;路基横断面的沉降变化呈"Z"字型,纵断面呈两阶段变化特征,最大沉降变形分别为20mm和25.8mm;工后实测结果表明,路基最大沉降量仅为46.3mm,且稳定沉降值均小于30mm,沉降变形控制效果良好。相关研究理论和工程经验可为类似工程提供参考。

铁路客运专线路桥过渡段处理技术分析

阐述了线路结构稳定性的重要性，分析了路桥过渡段不均匀沉降的原因，从地基处理、路基填料的选择、路基的排水设施三方面介绍了铁路客运专线路桥过渡段的处理技术，以满足铁路客运专线的要求。

多年冻土区路桥过渡段变形整治措施研究

针对青藏铁路K1297+055路桥过渡段多年冻土区路基沉降变形,通过现场调查、理论分析及室内试验,分析了路桥过渡段病害产生的成因,采用在桥台台背回填片石的技术措施,并对变形和地温进行监测。结果表明:实施整治措施后的最终沉降量为14.7~15.8 mm,达到规范要求,且地层多年冻土上限较措施前减小约1.5 m,有效提高了路基整体稳定性。

路桥过渡段上车内人体舒适性评价方法

为了方便分析车辆通过路桥过渡段时车内人体舒适性,提出道路-车辆-人体振动系统,在分析评价现有人体振动及舒适性评价方法与标准的基础上,根据车辆通过路桥过渡段时人体承受振动的特点,采用压电式加速度传感器测量车辆通过路桥过渡段时人体承受的竖向加速度,提出了新的人体舒适性评价方法,并以2条高速公路为例,应该用该方法进行路桥过渡段人体舒适性评价。结果表明,该方法可以更加客观准确地评价车辆通过路桥过渡段时人体的舒适程度,可为提出基于舒适性的路桥过渡段差异沉降控制标准提供理论依据。