动载下CRTSⅡ型无砟轨道-简支梁桥变形试验研究

为了研究动载下CRTSⅡ型无砟轨道简支梁桥的变形特征,以现场试验为依托,测试了CRH380A-001型列车以速度240~350 km/h通过纵连板式无砟轨道32 m简支梁桥时梁轨系统的结构变形。通过现场采集和数据分析,得到了桥梁结构的竖横向绝对位移、水平折角及梁端转角,轨道结构的竖横向相对位移和墩梁纵横向相对位移,研究了桥梁的共振速度及动力系数。结果表明:动载下梁体竖向跨挠比最小值为54 000,水平跨挠比最小值为150 000,远大于规范规定最小限值;梁体梁端转角最大值为0.077‰,水平折角最大值为0.119‰,满足规范限值;实测CRTSⅡ型无砟轨道32 m简支梁桥存在二阶竖向共振速度306 km/h及三阶横向共振速度312 km/h,分别与理论共振速度309 km/h和315km/h相吻合;在共振速度附近实测动力系数大于规范规定取值1.084,且最大值达1.18。     

多维地震激励下人字形桥梁地震模拟振动台试验研究

为研究人字形桥梁在地震作用下的动力响应,以某人字形桥梁为原型,制作了一座相似比为1/20的模型桥梁,采用El-centro波对其进行了不同地震烈度的多维激励地震模拟振动台试验和有限元分析。研究结果表明：随着地震烈度的增加,模型结构自振频率降低阻尼比增大;桥墩墩顶顺桥向加速度响应基本不受竖向地震分量影响;计算桥墩墩底应变响应时进行水平双向地震激励即可满足要求;梁体跨中竖向加速度响应,主梁和分支梁间的伸缩缝宽度取值,伸缩缝处的碰撞响应等均与地震波输入维度有关。因此,对于人字形桥梁在进行抗震设计时应针对不同的设计目的对其进行选择性的多维地震激励。     

重载铁路桥墩基础冲刷对车-轨-桥系统动力响应影响

为分析基础冲刷对车-轨-桥系统动力响应的影响规律，基于货物列车-轨道-桥梁系统（简称“FTTB系统”）空间振动计算模型，采用等效刚度模拟基础冲刷，建立基础冲刷条件下的FTTB系统空间振动计算模型；根据《铁路桥涵地基和基础设计规范》中的m法，计算不同冲刷深度下的等效刚度并编制计算软件；将等效刚度输入模型，计算并分析不同车速下基础冲刷对FTTB系统动力响应影响。研究结果表明：冲刷对基础横向等效刚度的影响大于竖向刚度；车速≥70 km/h 且冲刷外露至桩基时轮重减载幅度增大，建议适当减速；桩基外露2 m时对梁体跨中横向振幅及墩顶横向振幅影响显著，建议对桥墩基础进行加固。上述结论可为重载铁路桥墩基础的养护维修提供参考。     

铁路桥梁在高速列车作用下的动力响应分析

通过理论计算与现场试验研究高速列车与桥梁的动力相互作用。建立了车桥系统分析模型:列车模型每节车考虑27个自由度;桥梁模型采用模态综合法,系统激励为实测轨道不平顺。模拟中华之星列车高速通过秦沈客运专线24m双线预应力混凝土简支箱梁桥的全过程,计算了桥梁在高速列车作用下的动挠度、振幅、梁体加速度、桥墩振幅以及车辆的脱轨系数、轮重减载率、横向轮轨力等动力响应,并与现场实测结果进行了对比。     

提速列车作用下上承式钢板梁受迫振动实验研究

本文通过对京哈线下行大清河桥第9孔33.6m上承式钢板梁桥的现场实验结果的分析，以测试孔跨中实测横、竖向振幅为依据，较为详尽地研究了在提速列车作用下桥梁的自身的动力特性及其在提速列车作用下的动力响应，给出了在不同列车运行速度、不同列车编组情况下桥梁横、竖向振幅以及一阶受迫振动频率的变化关系，并对桥梁在列车通过时的桥梁的振动形态、结构的薄弱点及其加固方向进行了初步的探讨。     

高速铁路常用跨度简支箱梁竖向共振条件分析

通过对动车组列车作用于高速铁路常用跨度简支箱梁的竖向共振条件进行理论探讨,并对常用跨度简支箱梁实测竖向自振频率及动力响应数据进行分析,得出如下结论:明确了高速铁路常用跨度简支箱梁在动车组荷载下的竖向共振作用机理,得到了简支箱梁的共振、超谐共振及消振速度计算公式;动车组列车对桥梁的竖向加载频率主要取决于列车速度和车长,加载频率等于桥梁的自振频率或为自振频率的1/2、1/3……时,桥梁结构发生共振或超谐共振;我国高速铁路常用跨度简支箱梁在运营速度(350 km/h)范围内梁体不会发生竖向共振;对高速铁路40 m、32 m和24 m简支箱梁的实测数据分析表明,在运营速度范围内存在2阶、3阶、4阶超谐共振现象,梁体动力响应出现峰值效应,与理论分析结果吻合;简支箱梁的消振速度与桥梁跨度和自振频率相关,当满足消振条件时,桥梁竖向动力响应降低。     

近断层地震方向脉冲效应对高速铁路桥梁弹塑性反应的影响

基于PEER-NAG强震数据库,采用ANSYS分析软件、ANSYS-APDL语言和弯矩曲率关系计算程序,以高速铁路多跨简支梁桥为研究对象,建立了近断层脉冲型地震作用下的高速铁路桥梁全桥模型,考虑了轨道不平顺的影响,分析了结构的自振特性,计算了近/远断层地震作用下桥梁的弹塑性地震响应。计算结果表明,近断层方向脉冲型地震作用下的墩底的荷载-变形曲线呈现中间加强的特点,此时需要桥墩有更强的能量释放能力和较好的延性要求,相比远断层地震而言,近断层方向脉冲型地震作用下墩底梁体位移、墩顶位移以及墩底弯矩增大,且导致更大的塑形变形;远断层地震趋向于能量的逐渐释放过程并与较少的滞回环损伤疲劳相联系;由于近断层地震动方向脉冲效应的影响,在一些地震动的某些时段内,对结构破坏起控制作用的因素是速度或位移而不是峰值加速度;由于近断层地震较大的竖向地震动,导致梁体竖向挠度比远断层地震增加较多,《铁路工程抗震设计规范》等取竖向地震为横向的2/3左右,会导致竖向动力响应偏小,建议取竖向地震动的合理范围进行计算较为妥当。     

地震作用下高速列车与桥梁耦合振动分析

摘要: 为了研究地震作用下高速列车与桥梁耦合振动特性,通过分析JR300系列轮轨高速列车与高架桥在地震作用下的耦合振动,对轨道不平顺、不同地震波对耦合振动响应的影响进行比较研究。结果表明：轨道竖向不平顺会加大车体振动竖向加速度,在地震作用下,车体加速度会接近或超过规定限值;桥梁在地震与列车作用下,考虑轨道的竖向不平顺对桥梁的竖向响应影响较小;不同地震波激励对车桥振动响应影响有较大不同。     

静风荷载下大跨斜拉桥上无缝线路受力与变形

大跨度斜拉桥在自然风场中易因自身柔度特性发生位移变形。为研究静风荷载作用下大跨斜拉桥上CRTS(China Railway Track System)双块式无砟轨道无缝线路桥梁及轨道结构在空间三向的力学性能分布规律,参照某一四线预应力混凝土斜拉桥工程实例,基于有限元法建立了大跨斜拉桥上无缝线路精细化空间耦合模型,分析了横桥向静风荷载作用下桥梁体系及桥上轨道结构的力学性能。分析结果表明：桥梁及桥上轨道结构三向(应)力最大值基本分布在斜拉桥跨中及边墩附近;各结构三向(应)力中,底座板、桥梁结构纵向应力峰值最大,约为横向应力峰值的8倍,约为竖向应力峰值的7倍、15倍,轨道板结构表现为横向应力峰值最大,且与其余两向应力峰值之间差距较小;各结构三向位移中,横向、竖向位移均在跨中及附近达到最大值,纵向位移在斜拉桥边墩附近达到最大值,其中,横向位移峰值是其余两向位移峰值的20余倍;桥梁两侧构件竖向、纵向位移方向相反,即桥梁表现为静风作用下的倾覆、弯曲倾向。研究成果可为风环境中大跨斜拉桥上线路设计、维护检修以及健康监测提供理论依据。     

大跨度双层曲线斜拉桥人致振动试验研究

自英国伦敦千禧桥因大幅横向振动问题导致开通三日不得不关闭事件以来,人行桥的振动问题(尤其是大幅横向振动)受到了学术界与工程界的普遍关注。以一座主跨200m的人车分离双层桥面曲线斜拉桥为背景,采用理论分析和现场试验手段对大桥的横向与竖向人致振动响应进行了理论分析与现场实测研究。人群行走动力试验表明,大桥在0.125人/m~2的人群密度下发生了大幅横向振动,0.2m/s~2可以作为引发横向动力失稳临界横向加速度值;桥面实测竖向动力响应远小于相同人群下的理论分析值。依据伦敦千禧桥试验数据建立的Dallard公式能够较好地预测横向动力失稳临界人数;简化单模态共振分析方法会显著高估竖向加速度响应,尤其是对于模态频率偏离步行力卓越频率的情况。