深层混凝土搭板处治路桥过渡段的动力响应

以深层混凝土过渡板处治的路桥过渡段为主要研究对象,评估2种不同路桥过渡段处治方式的动力冲击作用,建立桥头搭板在不同置深情况下的路桥过渡段有限元数值分析模型,研究在车辆冲击荷载作用下路桥过渡段的动力响应及搭板的隔振效果.结果表明,传统的桥头搭板在车辆冲击荷载的作用下,受到的冲击作用明显,深置的混凝土过渡板由于板上土体分散部分的冲击荷载,受到的冲击作用较小,且深置的混凝土过渡板对桥台的影响较小,因此采用深层混凝土搭板处治路桥过渡段时能够提高混凝土搭板的耐久性.     

汉宜客运专线铁路某路桥过渡段形式的有限元分析

路桥过渡段处容易产生差异沉降问题,对该问题解决的好坏直接关系到铁路的正常运行和安全.文章在分析路桥差异沉降的危害和主要原因的基础上,归纳总结了路桥过渡段处治要求,并对搭板与土工格栅处治形式的工作机理进行了定性分析;以汉宜铁路客运专线天门段某路桥过渡段为例,建立了精细的有限元模型,运用非线性有限单元方法分析了搭板与土工格栅联合处治形式的工作性态,以及在实际工程中的效果,并提出了相应的设计参数,为制定汉宜铁路客运专线路桥过渡段形式提供了参考依据.     

采用深层混凝土搭板处治桥头跳车的试验

为了解决传统近路面桥头搭板受车辆荷载的冲击作用,加之下方发生脱空现象,易造成开裂破坏的问题,结合工程实践提出一种新的桥头路基处治方法——深层混凝土搭板处治法,将混凝土搭板放置一定深度,用以改善桥头路基的应力分布及变形.通过对Winkler弹性地基梁一端固定另一端自由时梁底地基反力的理论分析及现场试验研究得到,深层搭板底部的地基反力是从固定端到自由端一平滑过渡的曲线,且处治后路桥过渡段道路线形平顺,桥头沉降差较小,路基整体稳定.与EPS轻质换填处治方法进行比较,结果表明所提出的深层混凝土搭板处治法在控制桥头沉降差方面有较大优势.     

地震作用对车辆-道路系统耦合振动的影响

车辆采用13自由度三维全车模型,路面采用Kelvin地基上Euler梁单位进行离散,通过路面与轮胎接触点的平衡,建立起可以考虑车辆侧向滑动的车路耦合振动模型．将路面初始不平顺视为系统的竖向自激激励源,地震作为外部激励,建立起竖向和横向地震荷载共同作用下车路耦合方程,采用New—mark积分法对耦合方程组进行求解．数值分析结果表明,分析模型下,车路耦合系统的动力响应取决于地震荷载,而地震荷栽作用会使车辆的行驶安全性和乘坐舒适性明显下降;横向地震荷载对车辆和路面的横向振动有显著影响,对车辆的竖向振动可忽略;竖向地震荷载对车辆和路面的竖向振动影响较大,对车体的横向振动有一定程度的影响,以至于在评判车辆运行安全性时必须考虑其影响．     

高速公路软基过渡段均衡沉降处治

为提高高速公路软基过渡段车辆行驶的舒适性,通过建立车辆垂向振动分析模型和有限元仿真模型,分别分析了过渡段长度和分段与高速公路软基过渡段差异沉降的关系。结果表明,过渡段长度和分段对高速公路软基过渡段均衡沉降影响较大。车辆垂向振动加速度随着差异沉降量和沉降坡度差的增大而增大;对于标准速度为120km/h的高速公路,当过渡段长度大于8m时,采用的均衡沉降控制标准宜为差异沉降量,差异沉降控制标准为差异沉降量2.3cm,当过渡段长度小于8m时,采用的均衡沉降控制标准宜为沉降坡度差,差异沉降控制标准为沉降坡度差0.3%;采用两种桩间距比采用同种桩间距的过渡段差异沉降减少约35%~50%。     

丰沙线某桥隧过渡段动力响应试验研究

通过现场试验对桥隧过渡段的动力响应进行了研究,试验主要测试了不同车辆长度,不同车速对桥隧过渡段动力响应的影响,以了解不同车速和车辆长度的列车通过桥梁与隧道连接处时,桥梁与隧道过渡段的动力特性是否一致.通过对现场测试的数据进行分析整理得出,列车的总长度较长,车辆的速度较慢,通过桥隧过渡段的时间就会增长,进而使桥梁与隧道过渡段振动的持续时间也会增长;桥梁处的振动持续振动时间比隧道处的振动时间略长.桥梁与隧道连接处的振动频率基本一致,振动频率主要分布在50~100Hz范围内,且列车车厢数多,车速慢,在主要频率范围内的振动幅值要大.     

路桥过渡段台背路堤差异沉降的模拟分析

针对高等级公路路桥过渡段易出现桥头跳车病害的现状,结合河南省济焦新高速公路工程实体,采用4种不同的搭板和填筑方式分析它们对减少路桥过渡段桥头跳车的效果。应用快速拉格朗日有限差分计算程序FLAC软件,对桥台台背路堤填土变形及力学特性进行数值模拟分析。结果表明:不同的搭板方式和填筑材料均影响桥台台背处路堤差异沉降大小和沉降速率;在4种搭板方式中,二次搭板 填筑砾石方式对降低台背路堤差异沉降的效果最好。     

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。     

双柱式轻型桥墩既有线路桥梁加固方案动力分析

某既有单线铁路桥为拼装式双柱墩连续简支T梁桥,梁跨中及墩顶横向振幅大大超出<铁路桥梁检定规范>行车安全限值.采用列车桥梁时变系统振动分析理论,建立列车-桥梁系统动力分析模型,对提出的桥墩横向刚度加固方案进行动力分析,计算了加固前后不同车速不同跨度条件下车辆与桥梁的动力响应,并对加固后的列车走行安全进行了计算分析.     

下穿U型道路在行驶车辆作用下的动力响应

为了解下穿U型道路在车辆荷载作用下的动力特性,通过对车辆、下穿U型道路振动系统的分析,将车-路耦合振动问题分解成两个独立的运动体系,即车辆振动子系统和道路振动子系统．利用车轮和路面的位移协调方程来考虑车路的接触,在空间整体车辆模型振动微分方程推导的基础上,考虑路面不平度的三维空间分布,对路面不平度非一致激励下U型道路的动力响应进行研究．结果表明,当路面平顺时,车-路耦合作用力波动很小;随着路况的变差,车-路耦合作用力迅速增大;在路面不平度的非一致激励下,左右轮作用力存在明显差异．车辆行驶速度对动载系数的影响较小,路面不平度对动载系数的影响较大．路况较差时,应考虑车辆荷载的冲击效应．     

钢桥交通振动计算方法与动力特性研究

针对正交异型钢面板的钢桥交通振动响应问题,提出一种新的计算方法.该方法对桥梁建立反映细部构造的板壳模型,以区别于以往的梁格模型;对车辆采用一种通用、简洁的有限元模型,可灵活地反映车辆体系;通过Newmark法求解桥梁与车辆的耦合振动方程.实例分析中对一座26 m简支钢桥的交通振动进行了数值模拟,结果表明：1）按板壳模型计算得到的挠度冲击系数与梁格模型的结果接近,应力冲击系数则略大;2）板壳模型反映的桥梁高阶振型对高频的速度响应计算结果有一定影响;3）三维车辆模型得到的桥梁振动冲击系数小于二维车辆模型;4）简支钢桥交通振动中挠度动力响应的卓越频率较低,主要与低阶振型相关,速度响应的卓越频率则延伸至较高的频段.     

地震动强度及近断层速度脉冲峰值对简支板桥地震响应影响

地震动强度和近断层速度脉冲峰值均为导致桥梁结构震害的主要原因。与其他桥型相比,简支板桥在地震中更容易发生破坏和损毁。作者以在2008年汶川地震中出现严重破坏的高原大桥（预应力混凝土简支空心板桥）为研究背景,探讨大桥所处场地的人工边界分别为自由边界、固定边界、黏弹性边界和黏弹性+阻尼层边界时对计算结果精度、计算效率等的影响。通过ABAQUS建立包含高原大桥及其场地的整体有限元模型,人工边界采用黏弹性+阻尼层边界,并以地震波加速度峰值作为地震动强度指标和人工合成近断层速度脉冲型地震波,分析地震动强度、近断层速度脉冲峰值对简支板桥地震响应影响程度。结果表明：人工边界为黏弹性+阻尼层边界时,可有效减弱边界处的反射效应,计算结果精度基本能满足要求;近断层速度脉冲峰值对结构地震响应的影响比地震动强度更为显著;场地表面加速度峰值随地震动强度提高而增加;近河岸和存在基岩分界面易导致简支板桥局部结构的地震响应加剧;随地震动强度或近断层速度脉冲峰值或地震波位移峰值的增加,跨径变化峰值、相对滑移量和滑移峰值变大;近断层速度脉冲型地震波对桥梁的影响比无脉冲型地震波更为不利。     

汽车荷载作用下桥梁冲击系数影响规律研究

以三跨连续箱梁桥为研究对象,建立了桥梁模型和车辆模型从而组成车桥耦合动力模型,并对车辆荷载作用下桥梁结构的冲击系数进行研究分析。研究表明:增加横向车道数可以使桥梁的冲击系数增大,纵向距离越大桥梁冲击系数越小;车辆在制动状态下的桥梁冲击系数明显大于车辆匀速状态时的冲击系数,并且车辆在桥梁中跨前半部分制动时,动力冲击系数要大于后半跨;车辆在跳车冲击作用下,桥梁跨中冲击系数明显增大,且在跨中跳车时,桥梁动力冲击系数为最大。     

伸缩缝车辆冲击引起的钢箱梁桥振动特性

为了推测伸缩缝位置跳车引起的连续钢箱梁桥结构振动特性,实测了车辆按不同速度行驶通过桥梁时的结构振动响应,并用小波变换对振动信号进行了时频分析,根据时频信号分析车辆通过伸缩缝及桥跨结构时的结构振动特性.采用车桥耦合振动算法对伸缩缝跳车响应进行了数值模拟和对比分析.结果表明,车辆通过伸缩缝时引起的冲击加速度响应大于通过桥跨时的结构振动;行车速度对冲击振动响应的影响大于对桥跨结构振动响应的影响;冲击引起的振动具有距离衰减的特点;冲击引起较强的钢桥面板局部振动响应,用杆系结构计算模型不能反映车辆通过伸缩缝时的结构振动特性.     

连续梁与行驶车辆耦合振动分析

为了分析公路桥梁与车辆之间的相互作用,提出了四自由度1/2车辆模型相对于不平整桥面耦合振动分析方法.根据GB/T 7031-1986建议的公路路面功率谱密度的拟合表达式,求得了不同等级桥面的不平度值,并作为1/2车辆垂向动力学模型的输入激励,基于数值仿真分析,分别对不同等级桥面的连续梁桥进行了控制截面的挠度动力响应计算,得到了相应挠度冲击系数随桥面等级及车速变化规律.结果表明:桥梁挠度冲击系数随车速增加呈先增大后减小趋势;随着公路桥面等级变差,冲击系数呈非线性增大,桥面等级及车速是影响车辆动力作用的显著因素.     

桥头搭板的受力计算

桥头设置搭板的目的是为实现刚柔过渡。在填土材料和施工压实度确定后,总沉降量只与填土高度有关,因此,桥头搭板的长度不应以构造物的规模为依据。搭板一般两端分别置于台后牛腿和枕梁上,由弹性地基理论,将搭板视为弹性地基上的简支板,推导出在集中荷载以及均布荷载作用下搭板的位移和内力计算公式。以单位板宽进行计算时,将汽车荷载视为集中力,板的自重以及铺装视为均布荷载,由公式计算出单位板宽的内力,从而对搭板进行配     

基于FLUENT的移动车辆下的车桥气动特性研究

为了研究车桥系统中车辆和桥梁之间的气动影响以及车桥系统的气动特性,基于流体软件FLUENT分别建立了车辆、桥梁、车桥系统的三维分析模型,计算了侧风下移动车辆和桥梁的气动力参数.结果表明：车桥之间有明显的相互气动影响,车辆的存在使得桥梁气动力参数增大,车桥之间的气动干扰显著影响了车辆气动力参数;与静止车辆相比,移动车辆的气动力参数普遍偏大;车速与风速对车辆的气动力参数影响显著,对桥梁影响较小.     

关于桥头搭板的设计和计算问题

对防止桥头跳车设置搭板的合理性，搭板的设计和计算方法进行了初步探索．为目前尚无完整设计资料的桥头搭板的设计，提供参考依据．