桥墩差异沉降规律及其对轨道高低平顺性的影响

京津城际铁路是连接北京与天津的一条客运专线,具有重要的政治和经济意义,确保线路的高平顺性显的尤为重要.桥梁占线路总长的88％,由于京津城际存在三个沉降区域,桥墩的差异沉降对线路轨面的平顺性影响非常突出.通过对亦庄沉降区的桥墩沉降监测数据的分析,总结了桥墩沉降规律,然后对比分析轨道沉降监测数据与桥墩沉降数据,从而探究了桥墩差异性沉降对轨道平顺性影响.随着客运专线的大量运营,对今后桥墩的差异沉降研究有借鉴作用.     

短波随机不平顺对列车-板式无砟轨道-桥梁系统动力特性影响

运用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的对号入座法则建立列车-板式无砟轨道-桥梁竖向振动方程组。分析列车高速运行时,短波随机不平顺对列车-板式无砟轨道-桥梁系统动力特性的影响,并对不同种类不平顺对列车-板式无砟轨道-桥梁系统动力特性的影响进行对比研究。研究表明:短波随机不平顺对车体垂向加速度、钢轨位移、轨道板位移、桥梁位移影响很小;短波随机不平顺对轮轨垂向力、钢轨垂向振动加速度、轨道板垂向振动加速度、扣件竖向压应力、CA砂浆竖向压应力有很大的影响;短波随机不平顺对钢轨最大弯矩、轨道板最大弯曲应力、桥梁振动加速度也有一定的影响。为了降低短波随机不平顺的危害,高速铁路定期打磨钢轨十分重要。     

重载列车作用下桥墩-桩基竖向动荷载特性试验研究

为探明大轴重、长编组和高密度重载列车作用下桥墩和桩基承台顶的动荷载特性,开展不同车速和轴重条件下的桥墩-桩基体系竖向动荷载响应现场试验。分析桥墩动荷载曲线的时域、频域特征,采用Kolmogorov法对动荷载幅值进行正态性检验,建立列车参数与动荷载频域特征的联系;基于3σ原则对不同敞车作用下的动荷载特征值(均值、均幅值和均峰值)进行统计,结合实测数据建立重载列车作用下的墩顶动力系数计算公式,并提出墩顶和桩基承台顶的荷载谱公式及其参数取值。结果表明:动荷载响应在时域上可分为快速增加,周期波动和快速衰减3个阶段,在频域上服从倍频规律和幅值调制效应,0～5Hz频段激振对动荷载起控制作用;动荷载幅值服从正态分布,动荷载均峰值和振动能量沿墩身衰减明显,动荷载均值和均峰值随轴重增大而增大,均幅值随轴重的增加而减小;建议采用φ=1+0.0045v计算墩顶动力系数,采用三角级数式拟合桥墩荷载谱效果显著。研究成果可为重载列车作用下桩基的长期承载变形性状及环境振动评估的研究提供关键参数和可靠检验样本。     

列车荷载对桥梁及桩基下边坡的动力作用

研究了车辆荷载对桥梁及桩基下的边坡的动力作用,以李子沟特大桥为计算示例,建立了桥梁上下部、基础–边坡两个三维体系动力分析模型,采用大型工程分析软件ANSYS分析了大跨高墩桥梁在列车荷载作用下由于轨道不平顺引起的动力响应,以及对桩基下边坡产生的安全和稳定影响,并采用预应力锚索加固,以保证边坡的稳定性。     

接触动力学参数对隔震结构碰撞挡土墙#br# 动力响应影响分析

结合碰撞模型,根据已有的隔震结构试验,建立基础隔震结构碰撞挡土墙计算模型,研究接触刚度、隔离缝宽度、峰值地面加速度(PGA)和接触阻尼对隔震层动力响应的影响。计算结果表明：接触刚度与隔震层最大位移呈乘幂函数关系(指数为-1.49～-0.88),与隔震层最大速度呈乘幂函数关系(指数为10-3～10-2量级),与隔震层最大加速度呈正比例函数关系。隔离缝宽度与接触位移(隔震层最大位移与隔离缝的差值)、隔震层最大速度负相关,与隔震层最大加速度正相关。PGA与接触位移、隔震层最大速度和加速度正相关。接触阻尼对隔震层动力响应的影响受其他参数的影响较大;当接触刚度较小,且PGA较大或隔离缝宽度较小时,接触阻尼对隔震层最大位移、速度以及加速度有影响;其他情况时,影响不大。     

三维柔性边界构建方法及其对砾质土变形发展影响的#br# 离散元数值研究

文章基于离散元平台,开展了砾质土三轴排水试验的模拟,改进了交错式球颗粒柔性边界的构建方法和展卷式恒定水力围压的模拟方法。并针对不同砾石组构的三轴排水试验,采用颗粒流平台(PFC3D)分别建立了传统刚性边界和球颗粒柔性边界的三维离散元模型。从宏观破坏形态和微观力学性能、剪切带演化、边界处力链发展等对比研究边界模拟方法对模拟砾质土变形发展的影响。结果表明：刚性边界和柔性边界条件下,土试样破坏形态显著不同,前者呈现压塌式破坏形态,后者破坏时在试样内部形成一个非对称“X”形的条状剪切带,更接近于实际室内三轴剪切试验结果;柔性边界条件下边界处的力链分布均匀,强度均衡,而刚性边界条件下,边界处力链的演化过程中会出现明显的应力盲区和应力集中现象。结合宏微观分析可知,在离散元模拟中应采用柔性边界。     

水上基坑开挖对自身围护结构及临近桥桩的#br# 影响规律与改进措施研究

邻近线路深厚淤泥水上基坑项目在我国沿海城市地区日益增多,为确保基坑自身稳定性以及周围建（构）筑物正常使用,急需对围护结构变形及临近桥桩受力特性进行系统研究。文章结合某拟建大桥项目,根据不同水位差和不同开挖间距确定13种模拟工况,系统研究不同工况下基坑开挖对围护结构和临近桥桩的影响规律,重点分析围护结构侧向变形、临近桥桩弯矩和侧向变形。研究表明：随着水位升高围护结构侧向变形逐渐增大,最大侧向变形量达到91.2mm;随着水位差的增加,临近桥桩桩体最大弯矩和侧向变形均逐渐增大,但弯矩增大幅度呈逐渐减小的趋势;此外,随着开挖间距的增大,桥桩桩体的最大弯矩和最大侧向变形均逐渐减小,桩体最大正弯矩出现位置在标高19.5m处。文章结合最危险工况,优化施工方法,对比分析加支撑、加刚度和加支撑及加刚度3种加固方案,提出优先考虑加支撑及加刚度措施来加固深厚淤泥水上基坑开挖施工,研究成果以期可为类似工程提供参考。