高速铁路路桥过渡段变形机制研究

路桥过渡段由于受到高速运行车辆动荷载的作用 ,在桥头处往往会出现震动较大的跳车现象 ,影响行车的平稳性与安全性 ,并且随着行车速度、轴重的提高以及快速列车和重载列车的开行而增加 .针对高速铁路路桥过渡段变形的机制进行分析 ,建立了车辆通过过渡段时的计算模型 ,并提出了相应的防治措施 ,对于车辆在路桥过渡段行驶中跳车问题的防治和路桥过渡段的施工提供科学决策依据     

提速对既有线路桥过渡段路基动力响应影响分析

基于无限元人工边界建立了既有线有砟轨道路桥过渡段路基在动荷载作用下的三维有限元模型,模型考虑路桥过渡段倒梯形的结构形式,利用一系列移动轮载扩散到路基面的动面力模拟编组列车通过过渡段产生的动荷载,分析了既有线列车通行速度在现行速度80km/h和目标速度160km/h范围内变化时,路桥过渡段在动荷载作用下的路基动力响应规律。研究发现:列车速度从80km/h提升至160km/h后,路基面动应力峰值将增大20%左右;相比普通路基,路桥过渡段路基在提速条件下会产生较大的动应力;路基面动应力沿基面以下深度方向呈指数形态衰减。     

基于安全性的路桥过渡段差异沉降控制标准

车辆行驶的过程中由于桥台及台背路基的差异性沉降,车辆在路桥过渡段会出现较大的震动,对车辆行驶过程中的安全性和舒适性造成很大的影响,很大程度上影响车辆的行驶速度以及路桥的通行能力。路桥过渡段差异性问题是路桥工程施工人员研究的重点问题,本文在搭设板及不搭设板两种情况下,建立一个计算模型,将车辆系统简化为5自由度半车模型,分析车辆在不同的搭板长度、台阶高度等情况下动载系数及动载荷的具体变化,在此基础上,分析基于安全性的路桥过渡段差异沉降控制标准。     

浅议路桥过渡段路基路面的施工技术

跳车是路桥过渡段路面最常见的问题。跳车不仅影响车辆通过舒适性，还会对公路和桥梁的安全产生不利影响。采用科学合理的施工技术对路桥过渡段路基路面进行处理，能够显著提高施工质量，避免出现跳车等问题。通过对路桥过渡段路基路面的常见问题和施工技术进行分析，希望为提高路桥过渡段路基路面施工质量提供有益参考。     

路面不平整度对车辆动态荷载的影响

为了更加准确的计算车辆动载系数和路面不平整度,以及准确分析路面动响应和动荷载的关系。文中根据沥青路面不同平整度条件,利用MATLAB数学计算软件,通过建立七自由度四轴重载车辆的1/2模型,来计算沥青路面不同平整度的标准差和波形参数之间的关系,同时利用该模型还可以准确地分析出动载系数是如何受到波长、车速、振幅以及轴载影响的。研究结果表明,随着波长的增加,动载系数最大值为1.45;动载系数与振幅和载重、动载之间的关系分别是正相关、负相关和正相关。振幅越大,动载系数随车速的提高增长速度也越快。     

公路桥梁过渡段的路基路面施工技术分析

公路桥梁过渡段路面的作用在于连接公路桥梁两边路面,确保道路畅通与车辆安全通行。然而,在交通业迅速发展的背景下,公路桥梁过渡段路基路面随之出现了一定的问题,例如路面破损、路面连接处不密实等,进而影响到人们的交通出行,因此主要针对公路桥梁过渡段的路基路面存在的问题与施工技术等进行探究。     

公路桥梁过渡段软土路基路面施工技术探析

公路桥梁过渡段的软路基基路面的施工关系到整个工程项目建设的施工质量和通行车辆的安全。伴随着我们国家的交通压力变大,对公路桥梁过渡段路基路面的要求也变得越来越严格,需要对路面施工过程当中存在的一些问题进行相应的分析,并且对于路面的施工技术进行一系列的研究,以保证施工的质量和通行车辆的安全。     

车辆荷载对公路隧道结构及围岩动力响应研究

目前针对大直径盾构公路隧道在车辆随机动荷载作用下的动力响应特性尚缺乏深入研究。以南京长江隧道软土地层段为例,将仿真计算所得车辆随机动荷载施加于隧道有限元模型上,得到了隧道结构和隧道周围土体在随机动荷载作用下的动力响应规律,分析了车速、路面等级与隧道侧边土层等对动力响应的影响。结果表明,极端工况下隧道结构主应力呈对称分布,结构位移由左至右呈递减趋势;对于同一隧道截面,侧边土体动力响应最强,底部土体次之,顶部响应最微弱;土体距管片越远,应力响应峰值出现的时刻越滞后且响应值越小;车速越快、路面等级越差,土体动力响应越强;相同工况下,砂土的振动应力响应值要远大于软土对应值。     

大跨度斜拉桥车桥耦合振动响应的影响分析

目前,公路桥梁工程发展迅速,公路桥上行车安全引起了广泛的关注.该文以某大跨度斜拉桥为工程背景,建立了该桥的有限元模型和多自由度车辆分析模型,通过三角级数法模拟路面粗糙度,路面粗糙度为车辆振动的激励源,形成了车辆-桥梁耦合振动系统,对四种不同行车速度下公路桥动力特性进行了分析.通过分析发现,车辆过桥时影响了斜拉桥的局部动力响应,桥梁跨中竖向位移、加速度及冲击系数随着车速的增加有增大趋势,但并不是一直无限制增大.     

路桥过渡段填料中动荷载传递特性

为研究动荷载在路桥过渡段级配碎石填料中的传递规律,在路桥过渡段填筑过程中分别布设了3层土压力盒,各层均按梅花形布设,对压路机往返压实过程与液压夯夯击过程中各点应力进行实时监测,分析了压路机的振动荷载与液压夯的冲击荷载在同一填筑平面的传递特征; 进一步将竖直方向的各层测点元件拟定为对应的荷载传递路径,以此分析了各条路径中动荷载竖向传递规律。结果表明:填料的压实或夯击遍数直接影响动荷载的传递特性,随着压实或夯击遍数的增加,压力盒测得的应力值逐渐增大; 随着夯击遍数的增加,同一深度处填料的相对应力增加量均呈台阶状递增; 压路机与液压夯产生的动荷载在填料中的荷载衰减量随着深度增加逐步递减; 填料经过压路机与液压夯的6遍压实与夯击后,同一深度处的冲击荷载增加量为振动荷载增加量的4倍左右,液压夯处理路基填料的效果尤为显著; 试验结果为今后级配碎石填筑路桥过渡段提供了现场测试方案,为后续施工提供了理论指导,使现场测试环节更加完善。     

路桥过渡段软土路基刚性桩多级过渡加固的应用

结合宁波市东外环路(通途路—北外环路)工程B标段道路新建工程,针对路桥过渡段工后沉降变化的特点,应用刚性桩多级过渡加固的设计方法,实现桥台至路堤之间由"刚"→"柔"的平稳过渡。通过大型有限元软件PLAXIS对路桥过渡段刚性桩变桩长的处理方案进行数值模拟,获得的结论可为软土路基地区路桥过渡段的设计和施工提供有益参考。     

Dynamic stress analysis for fatigue damage prognosis of long-span bridges

For fatigue damage prognosis of a long-span steel bridge, the dynamic stress analysis of critical structural components of the bridge under the future dynamic vehicle loading is essential. This paper thus presents a framework of dynamic stress analysis for fatigue damage prognosis of long-span steel bridges under the future dynamic vehicle loading. The multi-scale finite element (FE) model of the bridge is first developed using shell/plate elements to simulate the critical structural components (local models) and using beam/truss elements to simulate the rest part of the bridge (global model). With the appropriate coupling of the global and local models, the multi-scale FE model can accurately capture simultaneously not only the global behavior in terms of displacement and acceleration but also the local behavior in terms of stress and strain. A vehicle traffic load model is then developed for forecasting the future vehicle loading based on the recorded weigh-in-motion (WIM) data and using the agent-based traffic flow microsimulation. The forecasted future vehicle loading is finally applied on the multi-scale model of a real long-span cable-stayed bridge for dynamic stress analysis and fatigue damage prognosis. The obtained results show that the proposed framework is effective and accurate for dynamic stress analysis and fatigue damage prognosis.     

地铁车辆段深层搅拌桩的设计与施工

采用深层搅拌桩对地铁车辆段软土地基进行处理,通过静载荷试验、低应变动测和钻孔抽芯等方法进行质量检测,试验结果证明地基承载力大幅提高,减少了地基的沉降量,加固效果良好。     

大跨钢桁梁悬索桥风-车-桥分析系统建立与可视化实现

从钢桁梁断面风荷载和车辆荷载加载角度对现有风-车-桥耦合振动系统进行精细化改进。首先基于钢桁梁自身结构特性,以桁杆为单位,对静风力和抖振力,采用合力等效原则,使得任意时刻每个截面内所有节点所受静风力和抖振力的合力与作用在该截面形心的等效静风力和抖振力相等,求取每个节点的静风力和抖振力;对于自激力,依据刚体运动学理论,推导了钢桁梁截面节点与相应截面形心两者运动状态之间的关系式,采用响应不变原则,获取每个节点的自激力。其次在已建立适用于单主梁模型的分析系统的基础上,融入提出的钢桁梁风荷载精细化分析方法,构建大跨钢桁悬索桥风-车-桥分析系统,并基于OpenGL技术集成开发风荷载作用下随机车流过桥的动态可视化功能。最后依托一座典型大跨钢桁悬索桥,采用建立的分析系统,对不同风速和车流密度作用下的桥梁响应进行分析。结果表明：桥梁跨中竖向位移响应主要受车辆荷载控制,横向位移同时受风荷载和车流密度控制,但风荷载起主要作用;随着风速和车流密度的逐渐增大,跨中内力与位移响应极值明显增大。     

车辆动态荷载系数的主要影响因素分析

为了弥补现行规范将车辆荷载的动态荷载简化为静载的不足,本文应用四分之一车辆振动模型,系统分析了路面不平整度的振幅、坡长、车速、装载率等主要因素对动态荷载系数的影响规律。结果表明,车辆的动态荷载系数随着车速、振幅的增大而增大,随着装载率的增大而减小,随着路面坡长的增大而有减小的趋势。文中的研究成果可以为路面设计提供必要的荷载参数。     

冲击荷载作用下岩石动态响应预测研究

利用已有大理岩对冲击波的动态响应图,验证在0.1Hz不同加载方式下提出的岩石非线性动态响应预测模型及预测公式的适用性和合理性,提出加载速率波形曲线函数的适用条件。经研究表观弹性模量的拟合系数,提出了冲击压实系数a和冲击初始弹性模量b,以及岩样内部裂隙孔洞的压密效应系数a1和滑移错动效应系数a2,且有a=a1+a2,a10,a20。指出当岩样受到荷载作用时,岩样的压密作用与滑移错动作用是同时存在的,在加载段,|a1||a2|,在卸载段,|a1||a2|,致使加载段a0,卸载段a0。定义了加卸载速率响应比β,表征卸载段平均切线模量与加载段平均切线模量的比值,β值越大岩石的破坏程度越大,不同频率下,砂岩在三角波和正弦波加载方式下均有β≈2。各应变片的应变、变形速率、能量值的实测值与计算值均吻合较好,证明了在低速荷载下提出的岩石非线性动态响应预测模型及预测公式在高速冲击波随时间的毫秒级变化规律情况下具有较好的适用性和合理性,拓宽了该预测公式和模型的应用范围,对位移控制严格的工程设计和施工有现实意义。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱的动力响应与破坏模式

在爆炸荷载作用下,钢筋混凝土构件和结构的动力响应较之地震荷载和静态荷载作用下要复杂得多。运用有限元显式动力分析软件LS-DYNA,建立了典型钢筋混凝土柱的三维有限元模型,该模型对钢筋混凝土采用分离式建模,并且考虑了材料的应变率效应和钢筋与混凝土间的粘结滑移。在该有限元模型的基础上,通过对爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱动态响应的数值模拟,研究了钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下可能的破坏模式及其规律。同时,运用参数化分析方法,研究了截面惯性矩、混凝土轴心抗压强度、纵筋配筋率和配箍率等参数对钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的动态响应的影响,在数值模拟结果的基础上,分析提出了钢筋混凝土柱抗爆设计时应当注意的问题。研究结果表明:在爆炸荷载作用下,钢筋混凝土柱的破坏模式不仅和自身的特性有关,还取决于爆炸荷载的类型。提高柱截面惯性矩和混凝土轴心抗压强度,能够显著降低钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的柱中水平位移,从而提高其抗爆性能。增加配箍     

桥梁静载试验安全加载域问题的分析

从理论上和算法上分析了桥梁静荷载试验加载动过程的安全性问题，通过将荷载试验车辆加载位置比拟成广义点，使得车辆加载的动过程安全性问题转化为计算加载安全域的边界问题，以使计算工作量大大减少，同时得出了车辆实际的加载路径，为桥梁静荷载试验工作提供了参考。     

车辆荷载及盾构施工对既有快速路基坑三维数值模拟

以杭富城际铁路盾构下穿既有快速路基坑为研究背景,利用PLAXIS 3D对地面车辆动荷载及盾构施工下穿既有快速路基坑进行三维数值模拟,分析对既有快速路基坑力学性状的影响.研究表明,车辆动荷载和盾构施工对既有基坑的影响主要体现在对周围土体的扰动上,盾构施工主要影响基坑底板,使基坑底部隆起变形,车辆荷载主要影响基坑上部,车辆...     

车辆荷载对支护桩主动土压力的影响分析

通过现场车辆加载试验,测定加载过程中产生的加速度及桩后土压力,分析车辆的振动特性,得到了振动加速度随时间变化的关系式。进而基于极限平衡分析理论,得到了车辆荷载作用下桩后主动土压力的计算表达式,并讨论了水平振动加速度系数、土体内摩擦角、土体重度及桩–土外摩擦角对桩后主动土压力大小和分布的影响。结果表明:车辆行驶速度越大,引起的响应峰值加速度越大,产生的动土压力幅值越大。当车速相同,加载车辆与桩间距越大,产生的动土压力值越小。通过对文中车辆荷载作用下桩后主动土压力计算公式的验证,发现实测土压力值与理论分析结果吻合较好。因此,该土压力计算公式可作为车辆荷载作用下支护桩后主动土压力的计算依据。