大跨钢桁桥温差变形下无砟道床层间性能研究

通过建立大跨斜拉钢桁桥全尺寸模型和多节间钢桁桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道空间精细化模型,形成空间多尺度有限元模型;分析钢桁梁在温差荷载作用下的桥面变形曲线与分布特征;针对跨中和主塔处无砟轨道,分析桥面温差变形、自密实混凝土(SCC)层收缩及两者共同作用时道床的层间性能,研究弹性缓冲部件刚度对层间性能的影响。结果表明:(1)主梁温差变形时,Ⅲ型板轨道在跨中、主塔等变形显著位置的适应性良好;梁温差15℃时,层间未出现脱离。(2)叠加考虑SCC凝固收缩时,会产生层间脱空;凸台限位显著影响层间性能,代表性工况跨中下挠时凸台的压应力较上拱时约高80.8%,层间脱空量减小69.4%;主桥负温差超过10℃会加剧跨中层间脱空。(3)增加凹槽垫板刚度,减小弹性隔离层刚度,可缓解层间脱空,建议垫板刚度取250 kN/mm,垫层刚度取0.01 N/mm^(3)。

京张高铁官厅水库特大桥总体设计及创新技术

官厅水库特大桥为冬奥会交通保障项目京张高铁重点工程"一桥两隧"中的"一桥",全桥长9077.89 m,是全线重点工程。主桥跨越北京市备用水源地、一级水源保护区官厅水库库区,环保要求极为严苛。大桥设计采用多孔曲弦钢桁梁桥式,主桥长度880 m,上部结构为华伦式桁架、钢-混组合桥面,下部结构采用双柱式桥墩,为减少地震位移主桥两端设置阻尼器。桥上铺设CRTSⅠ型无砟轨道,通过整体-局部刚度匹配,控制了桥轨变形,列车设计速度达到350 km/h。主桥采用大跨度顶推法施工,配合超耐候钢桥防腐涂装、长寿命开放式桥面雨水收集系统等创新技术,大幅降低桥梁施工、线路运营、维修养护对官厅水库水体的影响,保护了环境。配套研发了曲弦桁架智能检查车,非检修期可自主装卸回库贮存保养。

超高层导轨式爬架安全施工技术

调度通讯楼工程采用桁架导轨式爬架施工技术。桁架导轨式爬架由架体、升降承力结构、防倾防坠装置和动力控制系统四部分构成。通过桁架导轨式爬架安装、防护、升降、拆除技术的应用,保证了工程质量,取得了预想中的经济效益及社会效益。

中俄铁路钢桁梁桥设计活载标准对比研究

在同江黑龙江铁路特大桥钢桁梁设计过程中,结合中、俄两国规范对钢梁设计的有关规定、以及设计活载标准进行了对比分析,研究了我国钢桁梁设计的预留活载情况,为同时通行中、俄两国列车的钢桁梁设计提供了理论依据,同时,为类似的国际铁路桥梁设计提供参考。

大跨度钢桁架滑移施工技术

国家会议中心工程选用滑移施工技术安装,不但解决了现场机械起重能力不能满足吊装要求,并且存在一定范围盲区的大跨度桁架的问题,而且节约了成本,降低了施工的难度,使施工质量和施工的安全得到了保证。

高速铁路钢桁结合梁桥结构噪声预测研究

为了解高速铁路钢桥结构噪声辐射特性,基于车-线-桥空间耦合振动理论和统计能量分析原理,提出高速铁路钢桥结构噪声预测模型,对其辐射噪声空间分布规律和结构各部分声贡献量进行分析。该预测模型采用空间板梁混合有限元模型进行车-线-桥空间耦合振动分析,得到桥面板的振动速度时程,经FFT变换后得到频域内的结果,作为后续统计能量模型的输入。通过求解统计能量平衡方程,得到系统振动能量分布和传递结果,根据振动声辐射理论,求得桥梁结构噪声。对64m钢桁结合梁的分析结果表明:钢桥结构噪声波阵面为略显纺锤形的柱面波;纵、横梁和主桁为主要声源;纵、横梁和主桁的噪声峰值频段分别为1 000 Hz和630 Hz;随着至线路中心线的距离增加,近主桁辐射结构噪声衰减最快;近场噪声衰减速度比远场快。

客货共线大跨度简支钢桁梁桥梁轨相互作用

以黄韩侯铁路上某156m大跨度简支钢桁梁桥为背景,采用理想弹塑性道床阻力模型,建立了轨-梁-墩一体化空间有限元模型,对钢桁梁桥上钢轨伸缩力、挠曲力、制动力以及断轨力分布规律进行了分析,探讨了相邻简支梁支座布置、桥墩顶纵向刚度、小阻力扣件布置等设计参数对钢轨纵向力的影响.研究表明:钢轨伸缩力为主要控制性荷载;相邻简支梁宜采用与钢桁梁相同方向的支座布置方式;随墩顶刚度的增加,钢桁梁桥上钢轨伸缩力和挠曲力增大,制动力减小;在钢桁梁桥上采用小阻力扣件即可以减小约36%的钢轨伸缩力.

思贤窖大桥四线铁路宽桁斜拉桥关键技术研究

研究目的:贵广铁路思贤窖特大桥主桥为(58.5+109.25+230+109.25+58.5)m四线铁路斜拉桥,为国内首座四线铁路采用两片主桁的大跨度宽桁斜拉桥。主梁采用两片主桁,桁宽24 m,主桁采用三角形桁式,桥面系采用带边纵梁和水平K撑的密横肋体系。本文对宽桁断面、桁式以桥面系构造和动力性能等关键技术进行了研究,为类似工程提供参考。研究结论:四线铁路宽桁斜拉桥,四线横梁跨度大,梁跨中、端部弯矩巨大,传递给主桁的面外弯矩较大。研究表明:无吊杆无竖向K撑横断面的三角形主桁桁式,有效地减小横梁跨度,同时每个下弦节点处的两根腹杆共同承受面外较大弯矩。带水平K撑和边纵梁的桥面系,通过改变力的传力途径,使主桁只受节点力,改善了横梁和主桁的受力。通过对宽桁断面、桁式以及对带边纵梁和水平K撑密横肋体系桥面系的创新性研究,成功地解决了四线铁路宽桁斜拉桥设计中的技术难题。

一种新型钢筋桁架轨枕技术的研究

研究目的:为解决城市轨道交通无砟轨道中常用短轨枕和长轨枕存在的固有不足,通过研究提出一种新型钢筋桁架轨枕结构。借鉴高速铁路双块式轨枕的技术经验,结合城市轨道交通工程的实际情况,在力学计算分析的基础上,提出合理的钢筋桁架轨枕结构型式尺寸及设计技术要求,从而为城市轨道交通无砟轨道设计提供借鉴。研究结论:(1)为适应不同的制造条件,研究提出两种类型的钢筋桁架轨枕:单组桁架方案和双组桁架方案,单组桁架方案轨枕适用于利用目前城市轨道交通传统的轨枕制造技术制造,双组桁架方案轨枕适用于新建轨枕厂采用机械化流水线方式制造;(2)推荐的单组桁架方案轨枕结构为:一组钢筋混凝土轨枕块通过3根纵向主筋和横向、垂向连接钢筋组成的一组桁架连接成为整体,钢筋桁架埋设于轨枕块内,不伸出轨枕底部;(3)推荐的双组桁架方案轨枕结构为:一组钢筋混凝土轨枕块通过2组波纹形钢筋桁架连接成为整体,钢筋桁架上部钢筋埋设于轨枕内,下部伸出轨枕底部;(4)轨枕块的型式尺寸:轨枕块长540 mm,上宽260 mm,下宽280 mm,高度170 mm,采用C50钢筋混凝土结构;(5)通过力学计算分析,钢筋桁架轨枕在不同的荷载作用下,满足结构受力和变形要求;(6)研究的钢筋桁架轨枕在深圳市城市轨道交通三期工程的7、9、11号线中已大规模铺设,实施效果良好;(7)该研究成果可在城市轨道交通项目上推广应用。

基于复合材料轨枕的重载单线铁路栓焊下承桁梁动力响应分析

面向复合材料轨枕在重载铁路的适应性,针对基于木枕与复合材料轨枕的重载单线铁路栓焊下承桁梁进行动力响应分析,深入探究货车不同速度下穿过桥梁时车辆、轨枕、桥梁的动力性能,以了解木枕与复合材料轨枕受力与变形状况。结果表明,对于车辆来讲,不同车速状态,轮重减载率与车体振动都能满足标准规范,木枕或复合材料轨枕铺装时,动力响应并不存在明显差异;不同类型轨枕铺装时,桥梁来讲,不同车速状态,跨中垂向位移与加速度都明显低于标准阈限值,可在很大程度上满足形成安全需要;复合材料轨枕应力显著较大,但变形并不显著,不论应力或变形都与复合材料轨枕许用应力或变形相差甚远;复合材料轨枕的距力作用点周围的轨枕受载相对较大,但是差异并不显著,可考虑为相一致。

考虑节点刚域影响的钢-混组合桁架梁桥行车动力响应分析

为研究节点刚域对钢-混组合桁架梁桥行车动力响应的影响规律,以某新建桥梁为例,利用自主开发的TRBF-DYNA软件开展列车-轨道-桥梁耦合系统振动响应研究.分别采用有限元方法建立考虑节点刚域的轨道-桥梁子系统整体三维模型;采用多刚体动力学方法建立31自由度车辆子系统模型,应用轮轨空间滚动接触模型模拟轮轨间可分离的接触关系.首先分析了节点刚域对桥梁自振特性的影响;继而研究了节点刚域和行驶线路对列车走行性以及桥梁整体和局部杆件动力响应的影响.结果表明:考虑节点刚域显著提高桥梁刚度;同时,桥梁的竖向振动位移峰值和加速度峰值减小30.00%~35.15%;钢腹杆内力显著提升,其中弯矩会增大90.41%~224.02%;但节点刚域对列车行车安全性指标影响较小.双线行车较单线行车引起的桥梁动力响应显著增强,其中横竖向加速度峰值将分别增大114.29%和100%;钢腹杆的应力有所增加,但并非成倍增加.建议在研究钢-混组合桁架梁桥行车动力响应时考虑节点刚域的影响.

重庆市曾家岩嘉陵江大桥设计简介

重庆市曾家岩嘉陵江大桥为135 m+270 m+135 m公轨两用刚性悬索加劲连续钢桁梁桥。介绍该桥总体设计、各部分的构造及施工方案,为同类桥梁设计提供参考。

钢桁梁梁端横向伸缩对轨道几何形位的影响

为研究钢桁梁梁端横向伸缩对有砟轨道几何形位的影响规律,运用有限单元法,建立线-桥横向分析的计算模型,对在日温差作用下钢桁梁梁端相对路基伸缩时有砟轨道几何形位的变化及其影响因素进行分析。结果表明,钢桁梁相对路基发生横向伸缩后会使有砟轨道线路产生较大的横向位移和方向变化率,但对轨距影响不明显;梁端伸缩时,道床、扣件横向阻力对轨道横向位移的影响很小,且其增大到正常值之后,轨道方向变化率受其影响也很小;钢桁梁横向固定支座和线路中线间的距离是影响轨道几何形位变化的主要因素,当其控制在6.7 m以内时,轨道的最大横向位移小于2 mm,方向不平顺变化率小于1‰。

同江黑龙江铁路特大桥设计

同江黑龙江铁路特大桥是连接我国黑龙江省与俄罗斯联邦犹太自治州的首座跨越黑龙江的过境桥梁,桥梁设计同时满足中、俄两国设计规范要求。中方主桥采用跨度为144m、108m的钢桁梁桥,144m主桁采用三角再分形桁式、108m钢桁梁采用华伦桁式;钢桁梁的纵梁连续、下平纵联与纵梁及横梁联结而参与主桁共同作用;桥面采用能够通行不同轨距中、俄列车的单线套轨形式;在纵梁上铺设预应力混凝土无砟轨道板。引桥采用32m预应力混凝土简支箱梁桥。根据该桥所处严寒环境提出钢材交货技术条件以及钢结构焊接低温冲击韧性技术要求。

张家界七星山齿轨铁路轨道技术研究

国内尚无齿轨铁路客运案例,国外已运营线路主要采用有砟轨道,道床稳定性差,道砟易滑落,线路养护维修工作量大。以七星山观光火车旅游项目为背景,基于我国既有成熟的无砟轨道运营经验,提出适用于齿轨铁路的无砟轨道技术:(1)齿轨铁路桁架枕式无砟轨道结构能够在超大坡道地段适应不同线下基础,并具有轨枕与道床联接性强、轨道结构纵向稳定性好、养护维修工作量小的优点;(2)Strub系统结构原理简单明了、易于加工制造、养护维修简单、性价比高;(3)旋转圆盘式齿轨股道转换结构使齿轨列车从一股道平稳、可靠地进入多股道,可大幅减少道岔设备配置数量和场段占地面积。相关结论可为齿轨铁路在国内的建设与运营提供参考,为齿轨铁路的研究工作提供新思路与新方向。

大跨度钢桁梁斜拉桥无砟轨道局部脱空及优化

为了解大跨度钢桁梁斜拉桥无砟轨道道床板脱空特性、指导结构优化,以主跨630m的钢桁梁铁路斜拉桥为研究对象,建立钢桁梁无砟轨道桥面局部分析模型,采用非线性弹簧单元和接触单元模拟道床板与弹性减振垫层的接触关系,计算不同位置处道床板的脱空量和脱空范围,对比不同道床板布置和不同弹性减振垫层刚度情况下的脱空量,并提出降低脱空量的优化方案。研究表明:跨越主横梁的道床板与底座板在板端区域存在脱空的可能性;脱空量与荷载作用位置及道床板布置方式有关,脱空区域主要在道床板端部,宜优先选择道床板在主横梁处断开的布置方式;弹性减振垫层两端刚度小、中间刚度大的布置方式较优,能在一定程度上降低道床板底部的脱空量和脱空范围。

高速铁路跨度132m再分式简支钢桁梁设计研究

西成高铁上跨西宝高铁及福银高速公路,与西宝高铁夹角仅14.2°,建桥条件复杂,经方案比选后采用1-132 m再分式简支钢桁梁。本桥是西成高铁重难点控制性桥梁工程,是国内首座高速铁路铺设无砟轨道的最大跨度简支钢桁梁桥。对本桥的关键技术问题进行研究,详细介绍本桥的主桁结构形式、杆件尺寸、联结系、桥面系、主桁计算模型及其计算注意事项、主桁及桥面系计算结果、动力分析结果、预拱度的设置、施工方案等。研究结果表明:再分式钢桁梁有效提高结构刚度;采用的正交异性板结构设计参数合理可靠;通过采取梁端设置过渡梁的措施,满足无砟轨道高速行车的要求;桥梁的强度、刚度、疲劳及动力性能等均满足高速铁路规范的要求。

新型明桥面轨枕板式无砟轨道结构参数研究

钢桁梁桥由于其承载性能好和跨越能力较强等优点,在大跨度铁路桥梁中被广泛采用。但大跨度钢桁梁桥具有跨中挠度大、梁端转角大和温度变形敏感等特点,为了减小大跨度钢桁梁桥二期恒载、适应桥梁变形特性,在大跨度钢桁梁桥上采用新型明桥面轨枕板式无砟轨道结构。以南沙港铁路某大跨度钢桁梁桥铺设新型明桥面轨枕板式轨道为背景,采用有限元法建立大跨度钢桁梁桥上轨枕板式无砟轨道结构计算模型,研究了轨枕板结构参数对轨道受力与变形的影响,确定轨道结构的合理尺寸与参数。结果表明:轨枕板的外形尺寸直接影响其受力和变形特征;板下垫层的厚度对垫层的受力特性的影响较大;建议南沙港铁路某大跨度钢桁梁桥上采用具有2组承轨台、宽度为2800 mm的轨枕板,轨枕板厚度为280 mm,板下垫层厚度为120 mm。

京张高铁大跨度钢桁梁桥无砟轨道长轨精调技术

高速铁路大跨度钢桁梁桥通常铺设有砟轨道,以避免温度应力下钢梁形变对轨道平顺性的影响。京张高铁官厅水库特大桥为8孔跨度为110 m的钢桁梁桥,其上铺设无砟轨道,对轨道精调提出了新的要求。采用钢梁固定端CPⅢ点自由设站、现场实测梁中CPⅢ点三维坐标的方法来进行控制网复测,采用轨道惯性测量系统进行轨道快速测量,并对其作业模式、测量流程、精度控制、数据处理、平顺性及模拟调整量分析等进行研究。此外,还详细介绍了轨道精调的作业过程,对轨道相对测量、抗拔扣件处理、轨道几何状态的静态质量评价、动检TQI质量指数应用等进行了分析。轨道精调结果表明:该段钢桁梁桥无砟轨道相对测量TQI小于2,设计速度下动检车检测无"二级分",达到了较好的效果。

市域铁路大跨度桥无砟轨道竖向变形控制

为解决在市域铁路大跨度桥梁铺设无砟轨道的难题,以温州市域铁路S3线永宁大桥(140+200+260+140)m为例,提出了市域铁路大跨度桥梁铺设无砟轨道竖向变形控制标准,建立了车-轨-桥耦合系统动力仿真模型,并开展多种工况下桥梁、轨道动力响应分析。结果表明:桥梁挠跨比、竖向变形曲率半径、梁端转角、轨面平顺性等指标均满足铺设无砟轨道技术要求;列车按设计速度通过永宁大桥时行车安全性和舒适性指标均满足要求;对温度荷载作用下桥梁温度变形曲线进行评估,10 m弦轨道高低不平顺满足规范要求。研究成果可为市域铁路大跨度桥梁铺设无砟轨道提供参考。