检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道学报 2023年第3期45卷 80-87页

作者：张雅楠高亮丁家萱秦莹钟阳龙吕宝磊北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

为研究复杂环境下因千米级主跨公铁两用桥梁结构特殊性引起的梁-轨相互作用问题,建立可考虑桥塔及索缆影响的无缝线路-悬索桥空间耦合模型,分析了公路车辆、横向风、主梁温差作用下的梁-轨相互作用变化规律。研究结果表明:对于千米级主... 详细信息

为研究复杂环境下因千米级主跨公铁两用桥梁结构特殊性引起的梁-轨相互作用问题,建立可考虑桥塔及索缆影响的无缝线路-悬索桥空间耦合模型,分析了公路车辆、横向风、主梁温差作用下的梁-轨相互作用变化规律。研究结果表明:对于千米级主跨公铁两用桥上无缝线路,公路车辆及横向风荷载虽然对线路的平顺性影响较小,但对钢轨纵向附加力及梁-轨相对位移的影响不容忽视;梁体整体降温15℃计算出的伸缩力比考虑板桁温差效应的结果偏大54.5%;上、下游主桁温差导致线路全线存在梁-轨相对位移,是千米级主跨桥上无缝线路不存在传统意义上的“固定区”的重要原因之一。因此,在千米级主跨公铁两用桥上无缝线路设计及运维过程中,建议考虑上述特殊梁-轨相互作用带来的影响。

关键词：无缝线路梁-轨相互作用千米级主跨公铁两用桥梁公路荷载横向风荷载主梁温差

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分级地震下跨断层高铁简支梁桥行车安全与抗震设计优化研究

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工程力学 2020年第10期37卷 70-84页

作者：江辉王敏曾聪黄磊北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 高速铁路轨道技术国家重点实验室(中国铁道科学研究院) 北京100081 中国铁路设计集团有限公司天津300142

以跨越走滑断层的某高速铁路八跨简支梁桥为研究对象,基于OpenSEES平台建立其考虑梁-轨相互作用的线桥体系非线性数值模型,合成平行断层方向的水平地震动,分析了不同地震动强度下桥梁结构及CRTSII型板式无砟轨道结构的损伤特性,量化评... 详细信息

以跨越走滑断层的某高速铁路八跨简支梁桥为研究对象,基于OpenSEES平台建立其考虑梁-轨相互作用的线桥体系非线性数值模型,合成平行断层方向的水平地震动,分析了不同地震动强度下桥梁结构及CRTSII型板式无砟轨道结构的损伤特性,量化评定了结构构件的地震安全性。基于规范给出的轨道水平变形控制标准,评价了不同车速下线路的行车安全性,探讨了轨道结构的优化设计。研究结果表明:断层跨及其邻跨的地震响应最大,强震下面临严峻的破坏风险;地震下轨道水平变形明显,存在行车安全隐患的位置主要集中在断层跨及其两侧邻跨梁端;增加轨道侧向挡块数量可有效降低轨道水平变形,将侧向挡块增加至每跨每线6对时,罕遇地震下,除断层跨梁端处轨道的平行转角外,其余位置的轨道水平变形指标仍能满足车速为100 km/h时的行车安全限值。

关键词：跨断层高铁简支梁桥地震动滑冲效应梁-轨相互作用结构损伤评估线路行车安全轨道结构优化设计

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连续刚构系杆拱桥-无缝线路体系适应性研究

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铁道科学与工程学报 2024年第11期21卷 4478-4486页

作者：蔡小培钟子杰刘万里李秋义牛留斌北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081

为确定连续刚构系杆拱桥上无缝线路铺设方案,基于梁轨相互作用原理,建立无缝线路-无砟轨道-连续刚构系杆拱桥空间耦合模型,针对温度、列车荷载作用下连续刚构系杆拱桥-无缝线路体系适应性开展研究,探明了连续刚构系杆拱桥上无缝线路纵... 详细信息

为确定连续刚构系杆拱桥上无缝线路铺设方案,基于梁轨相互作用原理,建立无缝线路-无砟轨道-连续刚构系杆拱桥空间耦合模型,针对温度、列车荷载作用下连续刚构系杆拱桥-无缝线路体系适应性开展研究,探明了连续刚构系杆拱桥上无缝线路纵向力分布规律,提出适宜不同区域的连续刚构系杆拱桥上无缝线路铺设方案。研究表明:相较于相同梁跨布置的连续梁桥,连续刚构系杆拱桥温度跨度明显减小,温度作用下钢轨纵向力关于跨中对称分布,峰值出现在主桥梁端;跨中系杆拱区域钢轨纵向力分布发生突变,主梁产生较大的压弯上拱变形;拱肋和吊杆温差对桥梁主跨上的无缝线路纵向力分布有明显影响,随着拱肋降温幅度的增大,主梁跨中钢轨压力增大;随着吊杆降温幅度的增大,主梁跨中钢轨压力线性减小;连续刚构系杆拱桥钢轨伸缩力明显大于钢轨挠曲力,故在无缝线路检算中,主力应采用基本温度力与伸缩力组合;连续刚构系杆拱桥结构铺设方案优先采用全桥铺设常阻力扣件方案,当该方案无法满足钢轨强度要求时,可以通过铺设小阻力扣件和设置钢轨伸缩调节器等措施解决钢轨纵向力过大的问题;当该刚构拱桥位于寒冷、温暖和炎热地区时,分别推荐采用梁端设置调节器方案、边跨铺设小阻力扣件方案和全桥铺设常阻力扣件方案。研究成果可为连续刚构系杆拱桥上无缝线路的设计、重点区域检测监测及养护维修提供借鉴。

关键词：连续刚构系杆拱桥无缝线路梁-轨相互作用钢轨纵向力结构方案设计

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高速铁路桥梁断轨力取值方法研究

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铁道标准设计 2022年第8期66卷 97-102页

作者：韩冰杨海涛韩旭解会兵北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 交通基础设施安全与风险管理国家重点实验室北京100044

无缝线路在服役过程中其固定区普遍存在温度力积聚现象,因此在温度剧变时可能发生断轨现象进而产生断轨力和墩台断轨附加力。为探讨断轨力及断轨附加力的合理取值方法,建立考虑活动支座摩阻力的线路-桥梁-墩台一体化的空间有限元模型,... 详细信息

无缝线路在服役过程中其固定区普遍存在温度力积聚现象,因此在温度剧变时可能发生断轨现象进而产生断轨力和墩台断轨附加力。为探讨断轨力及断轨附加力的合理取值方法,建立考虑活动支座摩阻力的线路-桥梁-墩台一体化的空间有限元模型,并对基于两种不同断轨力取值方法的模型结果与规范值进行对比。研究表明,断轨发生后,在断轨位置处的钢轨温度力变为零,而同线路另一侧相同位置处的钢轨温度力会明显增大。此外,通过对比分析得出,规范中关于断轨力的取值过于保守,考虑传力路径中能量损耗后的计算结果明显小于静力计算结果,因此断轨力从能量耗散角度取值指导桥梁设计更为经济。

关键词：高速铁路铁路桥梁梁-轨相互作用能量耗散法则断轨力

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千米级跨度桥上无缝线路实际锁定轨温测试方法研究

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工程力学 2024年

作者：张雅楠高亮钟阳龙北京交通大学土木建筑工程学院北京交通大学轨道工程北京市重点实验室

实际锁定轨温的准确测量对于保障高速铁路运营安全和指导线路养护维修至关重要。以五峰山长江大桥为背景，通过现场实测数据分析了线路运营前后的实际锁定轨温变化规律及原因；基于有限元理论，建立了无缝线路-千米级跨度悬索桥空间耦... 详细信息

实际锁定轨温的准确测量对于保障高速铁路运营安全和指导线路养护维修至关重要。以五峰山长江大桥为背景，通过现场实测数据分析了线路运营前后的实际锁定轨温变化规律及原因；基于有限元理论，建立了无缝线路-千米级跨度悬索桥空间耦合模型，分析了温度、车辆荷载下的桥梁纵向、垂向空间变形及桥上无缝线路纵向附加力间的映射关系，在此基础上提出了适用于千米级跨度桥上无缝线路实际锁定轨温的测试方法。结果表明：千米级跨度桥上无缝线路复杂且较大的附加力，致使现有测试手段无法获得线路真实的、准确的实际锁定轨温。主跨各点的伸缩力与桥梁的纵向位移、挠曲力与桥梁垂向变形、温度与温度挠曲力、伸缩附加力均呈显著的线性映射关系；并基于映射关系提出了一种可剔除附加力影响的实际锁定轨温监测方法。研究成果可为千米级跨度桥上无缝线路的监测测点布置及养护维修提供参考。

关键词：铁道工程无缝线路有限元理论梁-轨相互作用实际锁定轨温千米级跨度铁路桥梁

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分级地震作用下跨断层高铁简支梁桥行车安全研究

分级地震作用下跨断层高铁简支梁桥行车安全研究

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作者：王敏北京交通大学

学位级别：硕士

地震作用下跨越活动断层的桥梁结构存在巨大的破坏风险,近年来的历次大地震中,二十余座桥梁因活动断层穿过而发生严重破坏或全桥垮塌,造成惨重损失。然而,随着交通基础设施的快速发展,跨越活动断层的公路及铁路桥梁不断涌现。目前,国内... 详细信息

地震作用下跨越活动断层的桥梁结构存在巨大的破坏风险,近年来的历次大地震中,二十余座桥梁因活动断层穿过而发生严重破坏或全桥垮塌,造成惨重损失。然而,随着交通基础设施的快速发展,跨越活动断层的公路及铁路桥梁不断涌现。目前,国内外针对跨断层桥梁的抗震研究尚处于起步阶段,地震作用下跨断层桥梁尤其是高速铁路桥梁的结构安全及行车安全亟待研究。本文以我国某高速铁路的八跨简支梁桥为研究对象,深入研究了不同强度的跨断层地震作用下桥梁结构与轨道结构的响应特性,对结构安全性进行了评价,基于轨道的水平变形指标对不同速度下的行车安全性进行了评价,并在此基础上对轨道结构进行优化设计。本文主要开展的工作如下:(1)以某高铁八跨简支梁桥为研究对象,基于OpenSees平台建立了线桥一体化模型,并利用Abaqus软件对模型的合理性从结构自振特性层面进行了验证;对比分析了考虑轨道约束与否对桥梁结构自振特性的影响。研究表明,轨道结构提高了高铁简支梁桥的整体刚度。(2)引入跨断层地震动合成新方法,分解得到近断层脉冲型地震动的高频成分、主脉冲与次要脉冲,采用人工速度脉冲模拟模型生成主脉冲,合成得到不同地震动水平下的跨断层滑冲效应地震动。(3)定义了桥梁结构、轨道结构不同构件的损伤状态,采用非线性时程分析方法,对支座、桥墩、轨道滑动层、侧向挡块、CA砂浆层、剪切钢筋及扣件等构件在多遇、设计与罕遇地震下的响应规律及安全性进行计算分析。结果表明,断层跨及其邻跨的地震响应最大,面临很大的破坏风险,同时震后还存在相当比例的残余变形。(4)研究了多遇、设计与罕遇地震作用下轨道的水平变形规律,基于轨道错位、平行转角与折转角等3个指标对不同行车速度下列车的行车安全进行量化判定。结果表明,多遇地震下,轨道水平变形满足各速度工况下行车安全要求;设计地震下,仅在列车速度100km/h的工况下,能够保证行车安全需求;罕遇地震下,各速度工况下断层跨及其邻跨均不能满足高铁行车需求。(5)研究了侧向挡块数目与剪切钢筋数目对滑动层、CA砂浆层横向变形的影响,并讨论了其对改进轨道水平变形的作用。结果表明,增加侧向挡块数目有利于避免滑动层发生过大变形,并提高了轨道的行车安全性,其对CA砂浆层变形影响较为复杂,总体有减小趋势;增加剪切钢筋数目有利于减小CA砂浆层变形,但其对轨道水平变形影响不大。

关键词：跨断层地震滑冲效应高铁简支梁桥梁-轨相互作用非一致激励地震响应结构损伤评估行车安全

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主跨400m公铁两用斜拉桥无砟轨道结构体系适用性研究

主跨400m公铁两用斜拉桥无砟轨道结构体系适用性研究

引用

作者：雷羊飞中南大学

学位级别：硕士

本文以跨度布置为(112+175+400+197+108)m的沿江高铁长江北支公铁两用钢桁梁斜拉桥为背景工程,基于其铺设无砟轨道的建设需求,采用数值分析方法,分析背景工程斜拉桥-无砟轨道结构变形特征,探讨背景工程铺设无砟轨道的可行性和相关技术指... 详细信息

本文以跨度布置为(112+175+400+197+108)m的沿江高铁长江北支公铁两用钢桁梁斜拉桥为背景工程,基于其铺设无砟轨道的建设需求,采用数值分析方法,分析背景工程斜拉桥-无砟轨道结构变形特征,探讨背景工程铺设无砟轨道的可行性和相关技术指标,主要工作和成果如下:1)基于ANSYS软件,建立了长江北支公铁两用斜拉桥精细化有限元分析模型,并用Midas模型进行验证,对比两种有限元模型的计算结果并与设计结果进行校核,验证了本文ANSYS精细化分析模型的正确性。2)探讨了主跨400m公铁两用斜拉桥铺设无砟轨道的合理性与可行性:基于设置橡胶隔离层CRTSⅢ型无砟轨道和精细化有限元模型,开展了公铁两用斜拉桥的竖向刚度、梁端转角、等效竖曲线半径等整体变形特征、节间局部变形特征、无砟轨道各结构层的变形曲率和钢轨受力状况分析;考虑无砟轨道隔离层层间压缩量、轨道板与底座板的纵向变形以及梁轨纵向相对位移,分析公铁两用斜拉桥-无砟轨道变形协调性性;基于60m弦长静态验收标准,分析轨道高低不平顺以及扭转不平顺;结果表明,该桥可铺设带橡胶隔离层CRTSⅢ型无砟轨道。3)对比研究橡胶隔离层和土工布隔离层无砟轨道在各荷载工况下的跟随性,结果表明:土工布隔离层下变形跟随性差,而橡胶隔离层下可改善其层间的变形协调性。4)对比分析了不跨节间布板和跨节间布板、节间2块板和节间3块板不同无砟轨道布置方式下的局部挠曲变形特征和隔离层的层间效应。结果表明:跨节间布板方式下轨道板的局部上拱挠曲变形率和层间最大脱空量略为不跨节间布板方式下的2倍,不跨节间布板具有更好的的梁-无砟轨道变形协调性。综合比选,给出了背景工程铺设无砟轨道结构选型与设计参数建议:采用橡胶隔离层CRTSⅢ型板式无砟轨道,不跨节间布板,12.5m的节间采用2块6170mm板长,12m长的节间采用2块5920mm板长。图78幅,表30个,参考文献90篇。

关键词：公铁两用斜拉桥 CRTSⅢ型板式无砟轨道梁-轨相互作用变形适应性隔离层有限元

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千米级铁路桥梁线-桥一体化设计研究及探讨

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中国铁路 2021年第9期 32-39页

作者：刘晓光郭辉高芒芒胡所亭易伦雄蒋金洲朱希同中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 高速铁路轨道技术国家重点实验室北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081 中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056

千米级铁路桥梁在环境与列车荷载作用下的空间变位直接影响上部轨道状态,开展线-桥一体化设计基础理论、方法和关键技术研究,是实现大跨度铁路桥梁高质量发展的关键。通过总结既有千米级铁路桥梁在一体化设计方面的工程实践,分析线-桥... 详细信息

千米级铁路桥梁在环境与列车荷载作用下的空间变位直接影响上部轨道状态,开展线-桥一体化设计基础理论、方法和关键技术研究,是实现大跨度铁路桥梁高质量发展的关键。通过总结既有千米级铁路桥梁在一体化设计方面的工程实践,分析线-桥一体化设计的内涵,结果表明:千米级铁路桥梁基于“刚度控制”的设计应深化考虑梁体变形对轨道几何形位的影响,做好桥梁纵断面和预拱度设置;确定梁端区域空间变位时应合理考虑荷载组合,深化变位限值研究,并通过桥梁、轨道专业协同,做好钢轨伸缩调节器及梁端伸缩装置的一体化设计;针对桥梁、轨道和梁端区域,应在开展轨道静态几何验收标准基础上,统筹考虑桥梁成桥线形验收标准和梁端伸缩装置静态验收标准。

关键词：千米级铁路桥梁梁-轨相互作用线-桥一体化桥梁纵断面预拱度钢轨伸缩调节器梁端伸缩装置静态验收标准

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