基于BIM的临建规划便道设计研究

为解决传统施工便道设计方法存在的问题,如选线效率低、地形复杂、数据准确性低等,通过引入BIM技术,提出一种新的临建便道规划及设计方法。利用数字化技术完成地形复刻及重建,并通过逻辑关联、数据互通实现了数字化模型价值。首先采用无人机技术生成高精度的倾斜摄影模型,然后利用该模型数据进行地形重建,最后根据实景地貌完成便道方案规划,利用数字化方法实现了便道方案的比选和优化。该研究方法在纳晴1标1#施工便道项目进行了实践,结果表明,减少了实地踏勘测量工作,减少了人工作业量,方案快速比选成本大幅降低。该技术为便道规划设计方法的提质改造提供了一种切实可行的解决方案,不仅在数据准确性和设计质量上表现优异,同时也提高了工作效率,降低了设计成本,具有推广应用价值和实践意义。

高速铁路大跨度钢桁架-混凝土板组合梁斜拉桥稳定性研究

为研究高速铁路大跨度钢桁架-混凝土板组合梁斜拉桥的稳定性,依托主跨300 m深茂铁路虎跳门水道特大桥,采用有限元软件ANSYS建立以梁单元为主的空间杆系有限元模型,对铁路钢桁架-混凝土板组合梁斜拉桥开展线弹性稳定分析,并进行考虑几何初始变形及材料弹塑性的非线性稳定性分析。结果表明:在弹性稳定分析下,该桥梁的一阶失稳形式为主梁整体纵飘及塔纵弯失稳,二~四阶均为桥塔处的主梁下弦杆首先出现横向偏位而局部失稳;在运营阶段弹性稳定系数最小为7.639,第二、三阶和第四、五阶稳定系数分别相同且失稳形式为对称失稳;考虑最大几何初始变形(k=L/1 000)后,一阶稳定系数减小6.39%;考虑非线性因素影响后稳定系数降低明显,仅考虑几何非线性因素的影响后一阶、二阶和四阶稳定系数分别降低11.23%、9.01%和10.13%,而考虑几何及材料双重非线性因素影响后,一阶、二阶和四阶稳定系数分别降低67.78%、60.63%和52.56%,表明材料非线性对铁路钢桁架-混凝土板组合梁斜拉桥的稳定系数影响更为显著;考虑最大几何初始变形(k=L/1 000)以及双重非线性因素影响后,铁路钢桁架-混凝土板组合梁斜拉桥的稳定系数为1.985,大于规范1.7的要求。

主梁断面差异对大跨桥上风屏障防风性能影响的风洞试验研究

风屏障防风性能受下部结构形式影响较大,为了分析大跨桥梁主桥与引桥主梁断面差异对风屏障防风性能的影响,以某一新建高铁线路的大跨斜拉桥的主桥与引桥为背景,通过风洞试验研究主桥与引桥上列车在不同线路、风屏障高度和透风率等工况下的气动力系数、表面风压系数。研究结果表明:当风屏障参数相同时,主梁断面差异会导致列车气动特性产生较大区别,其中背风侧列车受到的影响较大,且列车位于流线型主桥断面上时气动特性对风屏障参数的变化更敏感;在不同参数风屏障下,主梁断面差异对于列车气动力的影响主要体现在列车迎风面与顶部风压的变化;主梁断面差异对于背风侧列车的侧倾力矩系数影响最大,列车位于主桥断面上时的侧倾力矩系数受风屏障参数变化影响最显著;设计风屏障时,应根据主桥与引桥的主梁断面分别选择适合的参数,以减少主梁断面差异对列车行车舒适性带来不利影响。

铁路客运专线桥梁整体式声屏障采用高性能构件的设计研究

结合客运专线桥面设施、科研和实际情况,介绍RPC整体式声屏障构件的设计计算、实体试验及RPC混凝土的特点,就铁路客运专线采用高性能构件的必要性进行阐述。

混凝土拱桥既有墩台再利用方案判定模型建立研究

为解决混凝土拱桥既有墩台的再利用问题,采用基于粗糙集理论构建判定模型的方法对既有墩台再利用方案决策进行研究。结果表明:1)粗糙集理论能够简化指标体系,筛选出切合实际工程的判定指标;2)利用粗糙集理论中的属性依赖度计算,可对指标进行赋权,无需再借助其它理论方法就能计算指标权重;3)运用方案判定模型,能得到科学合理的决策结果。将基于粗糙集理论建立的混凝土拱桥既有墩台再利用判定模型应用于贵州花鱼洞大桥既有桥台再利用的方案决策中,成功验证了方案判定模型的可行性。

高速铁路桥梁段接触网坠砣与声屏障基础避让措施研究

针对温差较大地区高速铁路桥梁区段接触网下锚拉线、坠砣可能会与桥梁段声屏障H钢基座或竖墙产生干扰而限制接触网坠砣下降至桥梁面板极限状态问题,研究了现有金属声屏障单元板加长至2260 mm、设置加筋亚克力通透板、声屏障H型钢立柱加焊翼缘和腹板3种情况。通过结构检算,认为加宽声屏障H钢翼缘并焊接腹板未改变声屏障单元板标准长度和结构气动布局,整体结构强度未降低,方案采用标准长度隔声板能够解决上述干扰问题,但应注意对接触网基座及桥梁遮板声屏障预埋基础重新排列。若采用加长加筋亚克力通透板方案,声屏障H钢形式与现有通用图一致,声屏障单元板挠度、抗力问题理论上可以通过加强铝合金框厚度解决,但亚克力隔声板的使用会降低声屏障整体景观效果和降噪效果,但局部使用影响可控。研究认为对通用金属声屏障单元板加长的方案由于单元板板材受力检算受控因素较多,存在一定不确定性,在无试验检测数据的情况下不建议选用。

大跨度铁路下承式钢桁梁柔性拱桥稳定性研究

基于洪奇沥水道特大桥主跨为2×360m的大跨度下承式钢桁架柔性拱桥建立有限元模型,考虑结构的几何初始偏位、几何和材料的双重非线性以及温度因素,进行施工阶段和运营阶段的稳定性分析。结果表明:该桥失稳形式为拱肋整体面内失稳;仅考虑几何非线性时,结构的稳定系数降低10.53%;考虑几何和材料双重非线性时,稳定系数降低73.9%,并随几何初始偏位的增大进一步减小;拱肋施加1/3000—1/1000计算跨径的初始横向位移时,结构的稳定系数降低0.38%—5.66%;钢桁梁受材料非线性影响显著,拱肋次之,纵横梁最小;温度变化对结构的稳定性影响较小,当温度上升60℃时,结构的稳定系数增加0.72%,当温度下降15℃时,结构的稳定系数降低0.19%。各种因素下最不利稳定系数为2.39,桥梁结构总体稳定性良好。

高速铁路斜拉桥钢-混组合箱梁受力及变形性能试验研究

为研究设计速度350 km/h高速铁路斜拉桥钢-混组合箱梁的受力特性与桥面变形性能,采用Ansys软件建立赣江特大桥3个梁段的有限元模型,分析其应力分布特性;以应力等效的原则优化设计出相似比为1∶3的全截面静载试验模型并开展受力传力及桥面变形特性研究。结果表明:钢-混组合箱梁在轴力及弯矩最不利荷载组合工况下,混凝土桥面板、钢梁最大压应力分别为8.36、107.2 MPa;其中钢主梁顶板与底板应力值较高,为受力关键区域;实测应力值与原桥理论值相符良好;混凝土桥面板与钢主梁顶板之间无明显滑移发生。沿纵桥向轴力传力中,钢主梁传递轴力由35.35%增加到52.26%,混凝土桥面板传递轴力由64.65%降低至47.74%。竖向单线1.0倍ZK荷载加载及双线交替增加至1.6倍时,主梁两侧高差均小于0.5 mm,小于轨道2 mm/5 m(3 m)的高低(扭曲)精度要求;在双线ZK列车竖向荷载下,纵横向挠度均呈正弦波分布,节间挠跨比分别为1/2631、1/2123,小于规范规定的1/1600。高速铁路钢-混组合箱梁具有良好的受力与变形性能。

大跨度铁路钢桁梁斜拉桥带水平K撑桥面系受力特性研究

传统铁路钢桁梁纵横梁桥面系的横梁面外受力显著,而改进的密肋横梁桥面系又会导致主桁下弦杆节间受力。针对大跨度铁路钢桁梁斜拉桥桥面系的受力与传力问题,以贵广铁路思贤窖特大桥为背景,研究带水平K撑新型桥面结构的受力特性。首先建立全桥杆系有限元模型,分析各种工况下桥面结构受力特性、变形特征,并与密肋横梁桥面系方案对比分析;然后,在其基础上研究带水平K撑桥面结构的传力机理;最后通过模型试验研究带水平K撑桥面结构的的受力特性。结果表明:K撑构件主要传递纵向力而极少传递竖向力及弯矩,能够降低节点横梁的面外弯矩并避免下弦杆节间弯矩;试验实测K撑构件应力较小,以受轴向应力为主,但因两端偏心连接而存在一定的弯矩应力。

大跨度铁路钢箱梁斜拉桥正交异性桥面疲劳试验研究

正交异性桥面钢箱梁具有良好的整体性能与抗风性能,在大跨度公路斜拉桥及悬索桥中应用广泛,但在大跨度铁路斜拉桥上应用极少。以国内首座大跨度铁路钢箱梁斜拉桥为背景,建立全桥杆系及局部箱梁有限元模型系统分析铁路正交异性桥面疲劳受力特性,基于应力等效原则优化设计出2U肋+2V肋的足尺疲劳试验模型,并实施560万次的疲劳加载试验。结果表明:钢箱梁正交异性桥面在列车荷载下以第二三体系受力为主,承受高周低幅疲劳作用;模型实测应力值同理论值相符良好,大部分测点在560万次疲劳试验中保持弹性受力状态,结构总体疲劳性能良好;U肋与横隔板连接处附近母材在150万次疲劳后发生开裂;V肋总体应力低于U肋,其疲劳性能优于U肋。

高性能Q420qENH耐候桥梁钢焊接试验

文中针对高性能Q420qENH耐候桥梁钢板,进行了母材复验、焊材熔敷金属试验、钢板焊接性试验、对接接头系列温度冲击试验以及典型接头的焊接工艺评定试验,评价和分析了该钢的力学、焊接及耐候性能,为应用于大型耐候钢桥梁制造提供了参考依据。

大跨度铁路钢箱梁斜拉桥对接式锚拉板受力及传力特性研究

针对新型大跨度铁路钢箱梁斜拉桥对接式锚拉板,采用仿真分析与室内足尺模型试验相结合的研究方法,研究原结构在最不利索力下的受力传力特性,并分析不同设计参数对结构受力传力的影响。结果表明:斜拉桥对接式锚拉板主要传力板件为锚筒、锚筒加劲肋和锚板;锚板与锚筒连接焊缝及锚板与腹板对接焊缝是关键传力部位;仅在锚板开孔圆弧过渡处、锚筒及其加劲肋与承压板相接处、锚板与锚筒连接焊缝端点、承压板与锚板焊缝端点存在小范围应力集中,结构整体应力水平在150 MPa以内;试验实测与理论应力结果吻合较好;随着锚筒与锚板焊缝长度缩短,焊缝应力分布曲线整体向高应力区移动,且低应力区段应力增长幅度大于高应力区段;随锚板厚度的增加,锚筒与锚板焊缝整体应力呈现显著降低的趋势,但应力降低的速率随锚板厚度增加而降低;锚拉板结构具有良好的受力传力性能。

14MnNbq钢材质优化和应用研究

14MnNbq钢要求屈服强度大于或等于390MPa,同时要满足低温抗断要求的可焊性和韧性。为了满足上述性能,提出了其化学成分设计原则,并进一步提出14MnNbq钢性能优化的技术条件,即化学成分优化和力学性能优化。14MnNbq钢要广泛应用于桥梁建设,尚需按照结构设计形式、结构制造工艺、荷载作用特点和使用环境进行大量的实验研究,以满足结构安全使用和结构使用寿命的要求。

非机动车系统规划设计研究

该文针对国内非机动车系统的现状,首先从定义出发对自行车和电动自行车进行区分。在此基础上研究非机动车的交通特性,然后从系统性出发,对非机动车系统重要组成部分——通道和停放设施的规划设计原则和具体参数和标准进行研究。其成果可供从事非机动车通道及停车库(场)的规划设计工作者参考。

预应力混凝土连续刚构在铁路桥梁中的创新应用

随着铁路不断向山区、海洋延伸,铁路桥梁技术迎来新的机遇与挑战。以宜昌—郑万高铁联络线高岚河特大桥、福州—厦门高铁泉州湾跨海大桥为例,论述基于整体设计思想的连续刚构在铁路桥梁中的创新应用。高岚河特大桥基于“桥墩协同作用、刚度合理匹配”的设计思想,将单向放坡桥墩创新性地应用于山区超高墩桥梁中,在经济性、景观效应方面取得了良好的效果;泉州湾跨海大桥引桥采用无支座连续刚构体系,在对结构刚度、耐久性和运营养护便利性有更高要求的跨海高速铁路桥梁中取得了良好的效果。研究结论为铁路连续刚构桥在复杂环境中的创新应用提供一定的参考,提出了新体系、新手段、新材料等方面研究创新的思路与方向。

南京长江二桥斜拉桥索梁锚固区模型疲劳试验研究

对于大跨度斜拉桥的斜拉索锚固结构 ,必须认真地研究其设计方法、制造工艺以及疲劳性能等。针对南京长江二桥的索梁锚固结构 ,采用足尺模型进行了疲劳试验 ,测量了其静力变形与疲劳荷载作用下的受力性能。通过试验验证了设计的正确性和制造工艺的可行性。

桁式钢管混凝土拱桥面内极限承载受力研究

以4管桁式钢管混凝土拱桥为实例,采用弹塑性大变形计算理论,对拱桥面内极限承载受力全过程进行研究。对拱肋失稳形态和拱肋竖向位移、轴力、弯矩的发展等方面作了比较。最后对钢管混凝土拱桥设计规范(修订稿)中的简化计算方法进行了讨论。

基于轨迹数据的地下快速路换道决策模型研究

为准确描述城市地下快速路换道行为特性,基于8自由度驾驶模拟试验,获取了不同交通流情况下,全时全员车辆高精度轨迹数据,并提取了471个自由换道和164个强制换道样本。分析主车与目标车道前、后车以及当前车道的前车间隙特征,选取车速为性能指标,均方根百分比误差为拟合优度函数,利用遗传算法对GIPPS模型进行参数标定及效果验证。结果表明:自由换道决策时,与目标车道前车的间隙远大于与目标车道后车的间隙,而强制换道决策更多受驾驶任务影响,周围车辆间隙大小无显著差异。自由换道间隙符合对数正态分布,强制换道间隙符合伽马分布。GIPPS换道决策模型在自由换道和强制换道行为样本的验证中,模型预测误差值不同,自由换道模型参数的误差更小。研究结果对于构建符合地下快速路环境特征的换道决策模型具有重要价值。

我国桥梁钢结构焊接技术发展现状及展望

随着国家高速公路网建设战略的实施和"一带一路"基础设施建设的大力投入,我国钢桥制造业获得了飞速发展。钢桥梁在满足功能性的同时,向多功能、多车道、重载、大跨度、结构美观新颖、全焊方向发展,并创造了多项世界第一,钢桥建造技术已处于世界领先水平。焊接技术作为钢桥梁制造的一项关键技术,经过持续不断的研究和实践以及新的科学技术不断注入,使中国钢桥梁焊接技术有了较深厚的创新。文中浅述了近年来我国焊接技术的发展现状和现阶段钢桥焊接技术存在的问题,展望了钢桥焊接技术发展方向及重点技术实施途径。

桁式钢管混凝土拱桥面内极限承载受力全过程研究

以一座桁式钢管混凝土拱桥为对象,进行了考虑双重非线性的面内极限承载受力全过程的研究,并将结果与现有规范的计算结果相比较,得出了此类钢管混混凝土拱桥的面内受力特性。