CRTSⅢ型板和双块式无砟轨道振动噪声特性研究

【目的】探究高速铁路CRTSⅢ型板和双块式无砟轨道的结构振动与噪声特性。【方法】以有限元、多体动力学与边界元相结合的方法为基础,通过建立高速列车-无砟轨道-箱梁耦合动力学模型和边界元模型,研究列车高速通过时的列车-轨道-箱梁耦合系统的结构动力响应,以及噪声辐射特性。【结果】结果表明,列车通过桥上CRTSⅢ型板与双块式轨道结构段时,列车的最大轮重减载率分别为0.0536与0.1657,下部箱梁挠度分别为1/9673与1/8457。与双块式无砟轨道相比,CRTSⅢ型板的轨道板及底座位移响应更小,并且轨道-箱梁系统的竖向振动衰减更快,减振性能更优。另外,比较两种轨道结构条件下的高架箱梁结构噪声,CRTSⅢ型板段的箱梁噪声总声压级更小。但是,桥下远场点噪声峰值差异较小,峰值频率接近,均为31.5Hz左右;而桥下峰值频率差异较大,Ⅲ型板的峰值频率为63Hz,双块式则为20Hz。【结论】CRTSⅢ型板式无砟轨道更适合在高速铁路桥梁段使用。

CRTSⅢ型板式无砟轨道-PC简支梁长期变形研究

研究目的:以CRTSⅢ型板式无砟轨道-PC简支梁体系(梁-轨体系)为研究对象,开展混凝土收缩徐变作用下梁-轨体系的长期变形研究,分析底座板、自密实混凝土及扣件长期受力特点。研究结论:(1)相较于单独箱梁(将无砟轨道转化为均布荷载作用),梁-轨体系下箱梁徐变上拱反而有所增大;(2)箱梁长期变形导致无砟轨道上拱,引起钢轨与轨道板、底座板与自密实混凝土部分区域产生竖向变形差,进而导致底座板和自密实混凝土脱空;(3)底座板和自密实混凝土的纵向拉应力、扣件竖向附加力均较小,但梁端处部分扣件纵向力达到极限值;(4)小阻力扣件能够有效削弱梁轨相互作用,减小箱梁长期变形引起的无砟轨道纵向应力和扣件竖向力;(5)本文研究成果揭示了梁-轨体系长期变形协同工作机理,可为CRTSⅢ型板式无砟轨道结构运营期间的维养提供一定的理论依据。

高架轨道箱梁C型弹簧动力吸振器减振研究

为有效控制高架轨道箱梁的振动,首先设计并建立轨道-箱梁、动力吸振器物理模型,通过理论计算和数值仿真,分析动力吸振器的移频特性,对其参数、尺寸及安装位置进行优化设计;然后对轨道-箱梁结构进行模态分析,通过振型贡献率确定结构的受控模态;最后基于列车-轨道-桥梁耦合模型,探讨列车荷载作用下动力吸振器对轨道-箱梁结构的减振效果。结果表明:动力吸振器可以通过C型弹簧的变形来改变弹簧刚度,进而改变自身固有频率以对不同频率的振动进行控制;根据振型贡献率,轨道-箱梁结构以2阶模态为控制模态进行减振设计;简谐荷载及移动荷载作用下,动力吸振器可以在宽频范围内有效抑制轨道-箱梁结构的振动,最大可减低3.2 dB。

龙门吊轨道交叉下连续箱梁移位工序AI识别模型

为提升工程连续箱梁移位工作质量,保障工程有序顺利进行,设计龙门吊轨道交叉下的跨海通道工程连续箱梁移位工序AI识别模型。分析连续箱梁移位工序流程,将连续箱梁移位工作划分为钢筋加工、模板安装、混凝土蒸养等五个工序。利用人工智能技术中的门限玻尔兹曼机与支持向量机构建连续箱梁移位工序AI识别模型,采集连续箱梁移位工作图像,将所采集图像作为模型输入,利用卷积神经网络中的卷积层与池化层优化门限玻尔兹曼机模型,利用优化后的模型采集连续箱梁移位工作图像特征;基于不同图像特征,利用支持向量机划分图像类别,完成工序识别。实验结果显示,该模型能够准确识别连续箱梁移位工序,有效提升工程施工性能与经济效益。

轨道-箱梁耦合振动模型试验设计与验证

为研究基于模型试验的轨道-箱梁耦合振动反演方法,从理论上探讨多层结构层间耦合相似关系,根据弹性力相似律和相似π定律,设计、制作几何相似比为101的轨道-箱梁耦合相似模型,分析轨道板密度和弹性模量、扣件刚度、CA砂浆层刚度等参数对系统相似性的影响。通过模态试验、有限元法验证模型设计的正确性及原型与模型间的相似关系。结果表明,通过模型试验方法,依据模型与原型间的相似关系反演现场不同工况条件下的振动水平;当某一结构层在荷载方向上的几何尺寸远大于其他结构层时,依据弹性力相似律,原型与模型间的耦合相似关系可由箱梁材料参数导出;轨道板密度及弹模变化,对结构前五阶模态影响误差最大为0.033%;在200~500 Hz范围内,扣件刚度、CA砂浆层刚度变化对箱梁振动加速度的最大影响分别为2.542%、4.326%。

中低速磁浮变刚度试验钢箱梁结构研究

为探索钢结构桥梁对中低速磁浮的适应性和经济性,开展中低速磁浮采用中等跨度钢桥跨越立交铁路、市政道路等基础性研究,为将来中低速磁浮采用大跨度钢桥跨越大江大河或其他障碍打下基础。本次拟在某中低速磁浮试验线上将原2孔25 m混凝土简支梁改建替换为2孔25 m多功能变刚度试验钢箱梁,开展各项静力和动力性能限值标准研究,同时,采用理论分析及实桥试验验证相结合的方法,突破现行《中低速磁浮交通设计规范》中的相关限值,研究放宽简支梁竖向挠度、梁端转角等限值标准的可行性,获得更加经济合理的中低速磁浮桥梁竖向挠度、梁端转角等刚度限值要求,进一步提高中低速磁浮桥梁的经济性和美观性。

合肥市蒙城北路快速化改造工程高架桥总体设计研究

合肥市蒙城北路快速化改造工程采用高架桥及地面快速路相结合的改造方案,高架主线全长4.19 km,标准段桥梁总宽25.6 m,采用大悬臂流线型箱梁截面,曲线双柱式花瓶墩。文章介绍了高架桥的总体设计思路,详细分析了高架桥的结构选型、箱梁截面造型、涉轨段构造措施等,相关设计思路和构造措施可供相关设计人员参考。

大跨度曲线钢箱梁上跨双线铁路拖拉施工关键技术研究

文章以宁马高速公路改扩建工程刘村分离式主线桥钢箱梁拖拉上跨梅山铁路、宁芜铁路施工为工程背景,针对大跨度曲线钢箱梁拖拉跨越双线铁路导梁悬停在铁路上方时间长、铁路封锁拖拉施工时间短、拖拉施工线型控制要求高等施工难点,首先通过BIM+GIS技术对拖拉全过程进行了施工模拟,然后对拖拉全过程运用有限元进行计算分析,最后结合现场试验、线型控制等方式对钢箱梁拖拉关键工序展开研究。研究结果进一步完善了钢箱梁拖拉上跨双线铁路施工关键技术及工艺措施,可为类似工程施工提供经验借鉴。

四线铁路钢-混组合梁斜拉桥设计关键技术

上海斜塘特大桥主桥采用主跨260 m双塔斜拉桥,跨越斜塘航道,承载四线铁路。对2种边中跨比斜拉桥方案进行对比,根据中跨静活载挠跨比、静活载梁端转角和活载负反力等分析结果,确定边中跨比采用0.38,主桥跨径布置为(40+60+260+60+40)m;对比3种钢-混组合梁截面形式的主梁刚度、经济性及无砟轨道适应性,主跨梁体选取高3.5 m的分离式双箱钢-混组合梁,边跨及衔接处主跨8 m段采用混凝土梁;对比H形和花瓶形桥塔的结构性能、施工方案,选取高97 m的H形桥塔;综合考虑结构刚度、轨道板变形和施工控制,中、边跨斜拉索梁上间距分别取12 m和8 m,桥塔最外侧斜拉索倾角取30°;索塔、索梁均采用钢锚箱式锚固结构。大桥整体结构计算结果安全可靠;温度、列车等荷载组合作用下,桥梁竖向刚度、换算曲率半径均满足规范要求。

纵连板式无砟轨道-PC简支箱梁协同工作分析

研究目的:为研究箱梁发生徐变上拱时底座板与箱梁顶面接触面间发生应力重分布对箱梁徐变上拱的影响,本文在ANSYS有限元平台上建立纵连板式无砟轨道-32 m PC简支箱梁体系的协同工作分析模型,分析混凝土收缩徐变及预应力筋松弛引起的箱梁长期变形及其对滑动层与CA砂浆应力的影响。研究结论:(1)梁-轨体系下箱梁的跨中徐变上拱小于将无砟轨道体系等二期恒载换算成均布荷载施加在单独箱梁结构上的徐变上拱,持荷1 500 d时前者徐变上拱为后者的72. 2%;(2)箱梁徐变上拱使底座板与箱梁之间产生应力重分布,导致梁端附近一段区域的底座板与箱梁之间压应力降低甚至局部出现脱空现象,该区域压应力往跨中方向转移;(3)箱梁徐变上拱亦使底座板及轨道板间发生应力重分布,在梁端附近一段区域的CA砂浆出现拉应力,但底座板与轨道板间尚未脱空;(4)本研究成果揭示了纵连板式无砟轨道-箱梁结构体系的协同工作机理、箱梁长期变形规律及其对层间应力重分布影响,可为深入研究箱梁-轨道体系协同工作提供参考。

无砟轨道-箱梁结构振动传递及参数影响分析

随着高架桥梁在轨道交通中的广泛应用,轨道交通引起的桥梁结构振动与噪声问题越来越引起人们的关注。以常见的无砟轨道-箱梁结构为研究对象,考虑常用的扣件、桥梁支座及CA砂浆性能参数,基于轨道和桥梁振动理论建立钢轨-轨道板-CA砂浆层-基座-桥梁系统空间实体振动分析模型,以轨道和桥梁结构的位移导纳为考核指标,分析振动在无砟轨道-箱梁结构中的传递,研究各关键参数对振动衰减的影响。计算结果表明:高速列车运行引起的10 Hz以内的低频振动衰减较慢,10 Hz以上的振动随着频率的增加衰减速度逐渐加快;桥梁腹板10 Hz以内的横向振动幅值约为竖向振动的10%,10 Hz以上两者振动水平相当;桥梁支座对桥梁结构低频振动有一定减振作用,而弹性扣件对中高频的桥梁结构振动有减振作用,CA砂浆层刚度对桥梁结构的振动影响较小;低刚度扣件减小桥梁振动的同时,会加剧较高频率的钢轨振动。计算及分析结果可为高速铁路桥梁结构的减振降噪设计提供参考。

450t桥式起重机主梁焊接

介绍与奥地利合作生产制造的 45 0t桥式起重机偏轨箱形梁重要焊缝的工艺改进及质量控制。在生产制造过程中 ,根据实际情况采取了重要的工艺措施 。

客运专线桥隧相连运架装备方案研究

针对客运专线桥隧相连路段隧道口桥梁架设的问题,介绍单线并置箱梁和双线箱梁的运输和架设设备的选择和施工方法,并对此两种布置方式从施工角度分析了其优缺点。同时也详细介绍了高速铁路箱梁运架设备。

双块式无砟轨道-箱梁结构振动与噪声参数影响分析

以跨度为32m的简支高架箱梁为研究对象,利用有限元法与间接边界元法相结合,分析了德国低干扰轨道谱激励下不同参数对双块式无砟轨道高架箱梁结构噪声的影响.结果表明:扣件刚度对钢轨的振动位移和箱梁底板的振动加速度影响较大,对高架箱梁结构噪声的影响主要在32Hz以下;行车速度对钢轨的振动加速度和箱梁底板的振动位移影响较大,对高架桥梁结构噪声的影响比较强烈,而且距离线路中心线距离越远的场点,其所受车速影响越大.

高铁板式轨道区段箱梁结构噪声辐射分析

利用Simpack软件建立高速列车-轨道耦合动力学模型,计算在轨道不平顺谱激励下的轮轨垂向力,以此作为载荷边界条件施加到高架箱梁结构的有限元模型。计算了高架箱梁表面的振动响应,并利用箱梁结构振动响应作为声学边界条件。进而又采用间接边界元法对其进行声辐射分析。研究结果表明,利用板壳单元,采用有限元—边界元方法能够有效计算混凝土简支箱梁结构的振动噪声,主要集中在0~200Hz的低频段,峰值主要出现在中心频率16Hz、25Hz与80 Hz^100Hz;横向声场的声压级随着距离的增加而减小,频率越低越明显;垂向声场的声压级整体上随离地面距离的增加而增大,其中远场区域的声压级在低于31.5Hz的频段内变化不大,在80 Hz^100Hz频段内箱梁结构对其附近及上方区域的结构噪声大于其它区域,尤其是箱梁正上方。

四线铁路钢箱混合梁弯斜拉桥设计研究

根据四线铁路弯斜拉桥的受力特点,采用空间杆系有限元静力分析方法,围绕斜拉桥结构体系、桥梁整体刚度、收缩徐变、几何非线性等方面对其展开拉索、主梁、桥塔、基础的构造设计与研究。采用有限元仿真分析技术,研究正交异性桥面板的弯钢箱梁在受纵横向弯曲、剪力滞和扭转翘曲组合作用下的应力分布,进行钢箱梁与预应力混凝土梁的结合段、主梁与桥塔横梁固结、斜拉索上下钢锚箱的局部应力分析和构造研究。采用车桥耦合时变分析方法对其行车动力性能进行研究。采用反应谱及地震波时程分析方法同时对结构的抗震性能和抗震措施进行分析、研究。研究结果表明:四线铁路弯斜拉桥钢箱梁采用约3m的横隔板和腹板间距对改善主梁构造起到重要作用;良好的行车动力性能说明该桥采用1/900的挠跨比控制结构刚度较为合理;采用E型钢阻尼支座改善了桥梁的抗震性能。

高速铁路双线整孔预制箱梁架桥机设计方案探讨

针对高速铁路预制整孔预应力混凝土箱梁的运输与架设工艺 ,对架桥机的设计方案进行探讨 ,提出DF90

钢弹簧浮置板轨道对箱梁振动声辐射的影响研究

为探讨钢弹簧浮置板轨道对箱梁振动声辐射的影响,建立列车-轨道耦合振动频域模型,采用有限元法进行箱梁振动分析,并结合声学边界元法进行箱梁声辐射分析。以某城市轨道交通30m简支箱梁的现场试验数据为依据,对所建模型进行了验证;在此基础上,对比了分别采用普通板式轨道和钢弹簧浮置板时的箱梁振动和噪声,并探讨了钢弹簧浮置板参数的影响规律;结果表明:仿真分析与测试结果吻合良好,箱梁振动声辐射主要集中在频率50~125Hz;相比普通板式轨道,钢弹簧浮置板轨道可使得箱梁底板的总振级减小35.1dB、底板附近的总声级减小24dB;钢弹簧刚度是影响箱梁噪声的首要因素,其次是浮置板厚度,而浮置板长度和扣件刚度的影响很小;钢弹簧刚度每减小一倍,底板附近的总声级可降低5~6dB;浮置板厚度每增加0.1m,降噪量提高1~3dB。研究结果可为箱梁桥上钢弹簧浮置板的参数选取提供依据。

简支铁路箱梁与轨道结构温度场仿真分析

针对目前我国高速铁路中普遍采用的32 m简支箱梁与CRTS II型无砟轨道结构,基于传热学基本理论,考虑太阳辐射与对流换热,采用ANSYS有限元软件建立箱梁-无砟轨道温度场仿真分析模型,分析整个结构在典型时刻的温度分布特征,并研究无砟轨道板、箱梁顶板、腹板和底板等典型位置处的温度随时间变化规律。基于温差最大时刻的结构温度分布,根据温度场数值仿真模型计算结果,拟合得到无砟轨道结构和无遮盖部分箱梁的竖向温度梯度分布模式,可为我国典型地区CRTS II型无砟轨道的温度应力计算提供参考。

MR-TMD减振系统对连续箱梁桥振动控制研究

MR-TMD阻尼器是在调谐质量阻尼器(TMD)的基础上与磁流变阻尼器(MR)联合使用的一种新型结构半主动振动控制装置。在考虑轨道不平顺的影响下,建立了列车-桥-阻尼器耦合动力学模型。采用自主研发的高速铁路车-桥-轨动力耦合仿真分析平台(TDBCA1.0),以德国ICE3高速列车通过(80+128+80)米连续箱梁桥为例,分析了轨道不平顺对桥梁振动的影响,比较了TMD阻尼器和MR-TMD阻尼器的减振效果。结果表明,轨道不平顺对桥梁竖向位移影响较小,对桥梁振动加速度影响较大,列车速度越快,对桥梁振动加速度的影响越大。MR-TMD阻尼器对连续箱梁位移峰值影响较小,但能在很大程度上控制振动加速度。MR-TMD减振效果优于TMD阻尼器。