铁道建筑

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  • 低温环境下Q690qE桥梁钢断裂韧性试验研究

    毛新平;

    针对中国新研发的Q690qE高强度桥梁钢,选取32、50 mm两种典型厚度,开展了在0、-40℃条件下的拉伸试验和裂纹尖端张开位移(Crack Tip Opening Displacement,CTOD)试验,采用BS 7910—2019 Guide to Methods for Assessing the Acceptability of Flaws in Metallic Structures中失效评定图(Failure Assessment Diagram,FAD)对钢材断裂韧性进行评估。结果表明:Q690qE钢的屈服强度和抗拉强度0℃条件下分别为710、910 MPa,-40℃条件下分别为601、825 MPa,-40℃条件下相比0℃时有所降低;32 mm厚钢板在0、-40℃条件下CTOD最小值分别为0.500、0.685 mm,50 mm厚钢板在0、-40℃条件下CTOD最小值分别为0.318、0.186 mm,50 mm厚钢板的断裂韧性相比32 mm的有所降低;在0、-40℃条件下,32、50 mm厚钢板评估点均位于FAD图可接受区域,说明Q690qE钢具有良好的断裂韧性,能满足桥梁防断设计要求。

    2024年12期 v.64;No.610 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1026K]
  • 拉索高强钢丝疲劳寿命与疲劳裂纹萌生机理

    钱师雄;林铭毅;赵秋;

    高强钢丝作为桥梁拉索的核心受力构件,极易受到疲劳荷载和表面腐蚀的损伤,影响拉索的正常使用。本文通过研究影响高强钢丝疲劳寿命S-N曲线的主要因素,给出拉索与高强钢丝的S-N曲线和疲劳强度极限,并采用FORTRAN编写可记录疲劳累积损伤量的代码,内置于有限元软件的用户子程序中进行模拟分析,探究高强钢丝的疲劳裂纹萌生与扩展过程及疲劳寿命。结果表明:高强钢丝的疲劳寿命受应力范围和强度等级的影响程度较大,其余参数的影响效果相对较小;高强钢丝的裂纹萌生寿命约占总寿命的85%~97%,裂纹萌生寿命占比随着应力范围的增大而减小,且在高应力范围作用下裂纹扩展速度显著加快,裂纹扩展寿命占比随之减小。

    2024年12期 v.64;No.610 6-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1287K]
  • 市域铁路钢桥疲劳损伤修正系数

    王丽;王亚伟;王幸业;

    针对目前市域铁路相关规范中缺少钢桥疲劳设计参数的情况,对市域铁路钢桥疲劳损伤修正系数进行研究。调研了我国市域铁路列车的编组及运营特征,结合相关规范,制定了市域铁路典型疲劳列车参数。以T/CRS C0101—2017《市域铁路设计规范》中的ZS荷载为基准,对1~500 m跨度(影响线长度)的钢桥(杆件)的标准荷载效应比频谱进行了计算。根据不同跨度(影响线长度)的标准荷载效应比频谱,计算得到了损伤修正系数,并提出了取值建议。此外,确定了日运营次数影响系数和设计寿命影响系数的计算方法,用来调整损伤修正系数,使之能够适应不同地区的市域铁路运营规划。最后,验证了本研究制定的损伤修正系数对于T/CCES 2—2017《市域快速轨道交通设计规范》荷载图式的适应性。结果表明:以ZS荷载为基准,市域铁路钢桥的损伤修正系数在1.4~4.3之间,跨度越大,损伤修正系数越小;当日运营次数非216次、设计寿命非100年时,可在损伤修正系数的基础上乘以日运营次数影响系数和设计寿命影响系数;按照T/CCES 2—2017荷载图式设计钢桥时,也可采用本研究制定的损伤修正系数。

    2024年12期 v.64;No.610 14-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1132K]
  • 重载铁路64 m跨度单线钢桁梁桥疲劳损伤及剩余寿命评估

    牛增建;

    针对重载铁路钢桁梁桥在列车荷载作用下疲劳损伤的问题,开展疲劳剩余寿命评估。首先,以实际工程为背景建立一座64 m跨度单线钢桁梁铁路桥有限元模型,基于实际检测结果得到疲劳控制杆件在不同疲劳列车作用下的应力历程曲线。然后,基于雨流法得到疲劳控制杆件的应力谱,并采用应力修正系数对应力谱进行调整,使其更贴近构件真实的应力状态。最后,基于S-N曲线(S为应力幅,N为疲劳寿命)和线性累积损伤理论,建立该桥的疲劳损伤评估模型进行疲劳寿命评估。结果表明:在25 t轴重列车疲劳荷载作用下,钢桁梁的各疲劳控制杆件中纵梁损伤度最高,吊杆、横杆和斜杆损伤度依次减小,下弦损伤度最低;钢桁梁各疲劳控制杆件的纵向角焊缝疲劳细节损伤度小于高强螺栓的损伤度;随着KM98(30 t)大轴重列车开行及其年运量逐年增加,各疲劳控制杆件的疲劳细节损伤度进一步加剧,该桥的疲劳寿命下降幅度超过60%。

    2024年12期 v.64;No.610 19-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1321K]
  • 斜拉桥环氧沥青铺装正交异性钢桥面板构造细节冬夏季应力监测

    袁涛;张琳;祝志文;

    为了获得大跨度钢结构桥梁环氧沥青铺装正交异性钢桥面板的构造细节在冬季、夏季的应力状态,基于现场实测开展了随机车流作用下构造细节(纵肋-顶板、纵肋-横隔板、弧形切口)的应力监测研究。结果表明:夏季桥面抗弯刚度降低,3个构造细节的应力监测都表明夏季应力水平显著高于冬季;对于纵肋-顶板构造细节,其局部效应大于整体效应,轮载作用附近的构造细节可以清晰分辨单轴;对于纵肋-横隔板构造细节,在轮载作用下纵肋发生翘曲变形,降低面外变形才能降低其应力幅,轮载作用下的构造细节只能分辨轴组,不能分辨单轴;对于弧形切口构造细节,其面外变形与面外弯曲应力占主导作用,轮载作用下的构造细节只能分辨轴组,不能分辨单轴。应力监测结果可为后期疲劳寿命评价及同类新建桥面的选择与管养提供参考。

    2024年12期 v.64;No.610 27-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1342K]
  • 正交异性钢桥面板疲劳裂纹复合加固方法

    刘楠枫;

    为实现纵肋与顶板焊接细节疲劳裂纹的有效加固,提出一种内焊-反U肋复合加固方法,设计了双U肋模型,基于断裂力学理论对该加固方法进行评估。采用特定边界位移法对已有模型进行切割,切割后模型与原模型吻合精度高。对焊根处疲劳裂纹扩展过程进行模拟,裂纹扩展过程中深度方向前缘的应力强度因子呈先快后慢逐步上升的趋势;裂纹长度方向前缘的应力强度因子初期逐步上升,扩展至顶板厚度的1/3时下降。分析发现:内焊-反U肋复合加固方法能显著降低裂尖应力强度因子,在裂纹扩展至桥面板厚度1/2时,与未加固模型相比,椭圆裂纹尖端A、B、C点(A点和C点分别为半椭圆裂纹在长度方向上的裂尖端,B点为裂纹在深度方向上的裂尖端)的应力强度因子降幅分别为63.72%、69.77%、62.72%。

    2024年12期 v.64;No.610 33-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1146K]
  • 钢混组合梁高性能桥面板湿接缝界面强化方式

    魏科;冯霄暘;刘黎;邹宇;李海清;

    针对钢混组合梁高性能桥面板湿接缝界面初裂强度较低的问题,提出采用界面加强筋构造措施强化其抗裂性能。为了研究湿接缝界面不同构造形式加强筋抗裂性能和破坏机理,开展了4个局部足尺模型的轴心受拉试验。通过试验研究验证了湿接缝界面是预制桥面板薄弱部位,同时界面加强筋构造措施可以强化其抗裂性能;通过荷载-位移曲线研究了不同加强筋构造措施下湿接缝处的破坏机理。结果表明:湿接缝界面作为薄弱部位,初始裂缝首先出现于新旧混凝土交界面处;采用墩头加强筋强化后界面开裂荷载比未强化模型提高了276%。

    2024年12期 v.64;No.610 39-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1125K]
  • 大跨径景观拱桥吊耳结构受力特性及结构优化

    施洲;王鹏超;石少华;陈旖平;

    为研究大跨径景观吊杆拱桥吊耳结构的受力特性并进行结构优化,以双主跨180 m的洪湖路大桥为背景,采用有限元仿真分析的方法研究原设计方案及四个优化方案下吊耳结构受力特性、吊耳与腹板连接处应力集中情况,并对比分析吊耳结构构造对结构应力分布的影响。结果表明:吊耳耳板加载区域及吊耳结构中的纵梁腹板向上延伸部分应力集中较为显著,局部拉应力超限;腹板延伸段传力比为57.7%,为主要传力构件;加劲板N2传力比为23.7%,传力作用明显。方案1(增大加劲板厚度)中吊耳结构受力有明显改善,吊耳倒角处仍存在一定的应力集中,但范围显著缩小;方案4(增加混凝土结构)有效降低了吊耳结构整体应力,但混凝土出现了拉应力(5 MPa)。因此,可采用吊耳优化方案1或方案4,如采用方案4,混凝土结构需配置钢筋或采用纤维混凝土结构。

    2024年12期 v.64;No.610 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1232K]
  • 双边箱钢-混组合梁失稳模式及分类预测

    杨旻予;卫星;贾庆霖;赵骏铭;肖林;

    建立60个双边箱钢-混组合梁空间有限元模型,考虑3种边界条件,研究横梁间距、混凝土板厚度和边箱加劲肋数量对梁段稳定性的影响。采用随机森林算法,训练并验证了根据多种设计参数预测失稳形式的分类模型。结果表明:大部分箱梁失稳的模态发生在第1阶或第2阶。无混凝土时梁段的屈曲系数最小,容易发生纵梁失稳或箱梁失稳。边界条件为悬臂时,横梁间距越小,屈曲系数越大,梁段越稳定,但存在边界效应。混凝土板厚度与梁段稳定性在大部分条件下呈正相关;加劲肋数量对梁段稳定性影响最大。经过104个数据的数据集训练,机器学习模型可以根据设计参数对失稳形式进行快速预测。

    2024年12期 v.64;No.610 50-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1160K]
  • 高烈度区铁路简支梁桥双曲面球型减隔震支座的适应性

    江辉;王岚;陈良江;宋宇泰;周勇政;卢文良;李新;

    双曲面球型减隔震支座性能优异且在我国铁路桥梁中应用广泛,但其在不同结构参数、不同场地等应用场景下的适应条件及范围有待明确。为深入理解双曲面球型减隔震支座工作机理并揭示地震动特性、结构特性对减震效果的影响,本文以采用双曲面球型减隔震支座的原型桥梁为研究对象,构建了12个等墩高模型与9个不等墩高模型,系统研究各场地条件下不同结构参数(墩高、墩高差)及长周期地震动对减隔震简支梁桥地震响应的影响,明确不同特性下双曲面球型减隔震支座的适应条件及范围。结果表明:位于Ⅰ~Ⅲ类场地等墩高简支梁桥,桥墩纵向刚度应不小于339 kN/cm;存在墩高差时,相邻桥墩纵向刚度比应大于0.48。在远场长周期地震动作用下,桥墩纵向刚度应大于1 641 kN/cm。

    2024年12期 v.64;No.610 56-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1175K]
  • 新建组合减隔震简支梁桥地震失效机理

    李新;江辉;陈良江;周勇政;卢文良;

    为明确组合减隔震简支梁桥易损位置、损伤模式与失效机理,提升减隔震设计桥梁安全性与可恢复性,以采用回型钢阻尼器+双曲面球型减隔震支座的新建某大桥为工程背景,建立了考虑支座剪断、阻尼器失效、支座落座三级损伤工作状态的桥梁多尺度仿真模型。选取15组原桥址区地震波,并调幅为150组强度分布在0.1g~1.0g的地震波,开展桥梁地震响应分析。结果表明:强震作用下,减隔震桥梁的最易损位置为支座,其次为桥墩、主梁。在罕遇及以下地震作用下,支座未超过地震工作状态设计位移,桥墩基本保持弹性,但有可能发生梁间碰撞,基本符合设防要求。在峰值地面加速度超过0.9g时,主梁发生落座,桥墩进入中等损伤状态。支座横桥向峰值位移略大于纵桥向,桥墩纵桥向损伤显著高于横桥向,并且高墩损伤更为严重。减隔震桥梁支座剪断后有一定残余位移,而且会导致峰值位移放大,不利于桥梁抗震安全和震后恢复。

    2024年12期 v.64;No.610 63-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1196K]
  • 千米级跨度铁路桥梁梁端变位特征对比研究

    严乃杰;杨文博;陈宁;郭辉;苏永华;刘万里;

    以千米级跨度铁路斜拉桥、悬索桥为研究对象,通过数值计算,分析了不同外荷载作用下两类桥梁的梁端变位特征及主要影响因素。结果表明:千米级斜拉桥、悬索桥梁端纵向位移受各类外荷载的影响均比较显著,横向位移、竖向位移及梁端转角的影响因素存在差异;不同荷载作用下千米级斜拉桥的纵向位移均显著大于悬索桥、梁端转角基本均小于悬索桥,表明斜拉桥整体纵向刚度小于悬索桥扭转刚度、竖向刚度和横向刚度大于悬索桥;千米级斜拉桥的梁变位更加复杂,运营过程中应注重斜拉桥梁端区域结构的维护。

    2024年12期 v.64;No.610 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1319K]
  • 公铁混层共建多通道钢桁梁架设施工关键技术

    周君;张延河;周成穗;

    扬子洲赣江公铁大桥主桥为国内首座公铁混层共建多通道钢桁梁桥,位于赣江中支流域。钢桁梁主梁为上下带挑臂的板桁组合断面,采用三角形桁式。本文通过设计优化将边跨顶推方案调整为拼装支架原位分层吊装,并通过有限元分析论证分层吊装可行性,保证桥梁线形精度;采用千斤顶压载的试验方法验证拼装支架钢管桩单桩竖向承载力是否满足设计要求;采用自平衡吊具匹配不同梁段重心,保证钢梁平稳吊装。在钢管支架上方设置装配式支垫装置,通过三向千斤顶进行钢梁精调对位。钢梁节间采用栓接及焊接两种方式进行节段匹配。通过伸缩式桁架操作平台在支架位置进行避让,避免操作平台与拼装支架结构干涉,降低安全风险。

    2024年12期 v.64;No.610 76-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1301K]
  • 山区铁路桥梁新型钢管混凝土高墩结构形式

    雷昕弋;徐升桥;金令;李辉;王德华;

    钢管混凝土是一种承载能力高、塑性和韧性好、施工方便、耐火性能好、经济性优的结构形式,适用于受压为主的桥墩结构。本文总结分析了现有钢管混凝土桥墩结构,依托文蒙铁路(文山—蒙自)南溪河特大桥工程,给出了大跨连续刚构桥梁结构刚度控制指标。创新性提出了适用于山区铁路桥梁的上段钢管混凝土柱、下段混凝土的四肢格构桁架式组合桥墩结构形式,通过刚度对比,确定横截面形式和墩座尺寸,并通过风-车-桥振动分析验证结构的合理性。结果表明:客货共线铁路的大跨刚构桥控制纵向刚度在3 500 kN/cm以上,考虑风-车-桥耦合作用时将横向振动周期控制在2.0 s以内,能够较好地满足桥梁结构设计要求。该结构形式满足结构受力要求,具有良好的车桥和风-车-桥振动性能。

    2024年12期 v.64;No.610 82-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1166K]
  • 声明

    <正>据有关方面反映并经编辑部核实,一些不法分子假冒《铁道建筑》杂志社名义,以虚假网站形式,仿冒本刊主办单位、主编、征稿须知等等信息欺骗广大作者。现有关部门已就此介入调查,通过法律途径向假冒者追究相应的责任,维护科技出版秩序,维护本刊和作者、读者的权益。

    2024年12期 v.64;No.610 87页 [查看摘要][在线阅读][下载 889K]
  • 空间索面异型轨道专用悬索桥设计及关键技术

    王东绪;万田保;唐贺强;张燕飞;

    以重庆市郊铁路跳磴至江津线跨江轨道专用桥为工程背景,结合建设条件和技术标准,从总体布置、结构设计两方面介绍该桥推荐方案——主跨610 m外张型空间索面异型悬索桥。针对该桥约束体系、结构刚度、高窄主梁抗风性能、钢梁疲劳性能等关键技术开展研究:根据梁端纵向位移、跨中缆梁位移差等优选纵向高性能阻尼器参数和人字形柔性中央扣索数量;采用空间索面主缆、主跨梁顶设压重混凝土板、变高度钢箱梁、边跨混凝土-钢箱底板结合梁等多种措施综合提高结构刚度,并通过车桥耦合动力分析和轨道几何形位分析评估结构刚度合理性;结合风洞试验确定主梁气动外形优化措施;在设计钢箱梁顶底板板肋、明确钢梁疲劳检算部位及容许应力幅值基础上,开展钢箱梁疲劳检算。

    2024年12期 v.64;No.610 88-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1230K]
  • 地锚式斜拉桥跨中钢导梁螺栓连接性能

    张雅俊;廖原;唐守峰;刘玉擎;

    地锚式斜拉桥通常在主梁跨中设置由外部钢箱梁,内置钢导梁、支座等组成的主梁连接结构,实现钢导梁的纵向自由滑动,解决主梁轴力和纵向变形过大的问题。钢导梁由左右两个节段小箱梁构成,采用内部内法兰和外部拼接板混用的高强螺栓组装连接。为探究新型螺栓连接钢导梁的抗弯性能和传力机理,开展缩尺比例为1∶3的钢导梁四点抗弯模型试验。结果表明:在弹性阶段,钢导梁的梁体与拼接板连接的中性轴重合,协同变形,梁体局部板件出现屈服变形,两者中性轴发生相对分离,且拼接板连接的中性轴上移距离较大;试件的压应力在弹性阶段由顶板、腹板、纵向加劲肋和受压区拼接板连接共同承担,屈服后则主要由顶板、腹板和纵向加劲肋承担;试件的拉应力主要由内法兰和拼接板连接在受拉区上的高强螺栓承担,其中拼接板连接的拉应力通过摩擦与螺栓孔挤压作用传递。

    2024年12期 v.64;No.610 93-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1362K]
  • 金属屋面支座与檩条连接抗拉承载力试验研究

    刘伯奇;

    为研究金属屋面支座与檩条连接节点的抗拉承载力及破坏模式,设计制作14个拉伸试件,分析270°固定支座常用的3种连接方式和360°滑动支座滑片位于不同位置时的抗拉承载力及破坏模式变化规律,并提出提升节点抗拉承载力的建议。结果表明:270°固定支座分别与檩条角部4个螺钉连接时和中间2个螺钉连接时的抗拉承载力为全部6个螺钉连接时的57%和46%;360°滑动支座与檩条连接节点中,滑片位置对其抗拉承载力影响很小;两种支座与檩条连接节点抗拉破坏均表现为延性破坏,破坏前会出现明显的塑性变形;270°固定支座的底板厚度和360°滑动支座的刚度分别限制了两种支座与檩条连接节点的抗拉承载力。

    2024年12期 v.64;No.610 99-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1120K]
  • 铁路客站钢桁架雨棚梁柱节点病害评估与整治

    蓝燕强;刘伯奇;吴笑雷;

    由于设计理念不成熟、施工质量不佳等,钢结构雨棚在运营期逐渐出现了焊缝开裂等病害,影响铁路行车安全。本文以某铁路客站钢结构雨棚为研究对象,通过无损检测发现该雨棚存在钢桁架与柱交接附近节点焊缝开裂、上弦杆对接焊缝开裂等主要病害。实测缺陷验算表明节点局部应力已超过钢材的屈服强度,亟须进行病害整治。通过在梁柱连接节点处增加水平菱形撑,加固水平柱间缀条,可以有效改善该类雨棚钢桁架传力机制,减小米字节点处焊缝受力,缓解焊缝病害的发展。病害整治后对结构进行后评估时发现菱形撑施工存在定位偏差问题,这会在节点处产生额外的弯矩导致撑杆受力增大。将实测偏差量引入有限元模型,发现结构受力变形仍满足设计要求。

    2024年12期 v.64;No.610 105-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1140K]
  • 铁路桥梁PHM深化认知与关键技术研究应用

    杨怀志;潘永杰;赵欣欣;邓丽;

    为进一步推动铁路桥梁故障预测与健康管理(Prognostics and Health Management,PHM)技术的应用发展,本文梳理了桥梁病害、故障与事故之间概念内涵,明确了它们与桥梁劣化等级、事故等级的对应关系,初步给出了桥梁病害、故障与事故之间的演化过程;扩展了健康管理范畴,由病害故障的被动管理向主动、正向管理模式转变;初步提出了桥梁PHM迭代发展脉络,概述了各迭代版本的显著特点;明确了桥梁PHM关键技术,包括轻量化的弹性系统设计、空天车地一体化的检监测数据集成、多源驱动的状态评估和面向健康管理的修程修制改革;开展了振动加速度异常监测、桥梁支座位移分析、危险货物运输车辆识别等智能技术应用。研究成果深化了铁路桥梁PHM理念内涵,展望了其发展方向,丰富了PHM智能分析的应用场景。

    2024年12期 v.64;No.610 110-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1521K]
  • 桥梁钢结构圆柱头焊钉智能化焊接试验研究

    朱庆菊;

    为了在索塔钢壳板单元焊接、节段整拼等焊接生产过程中全面推行智能装备,以狮子洋大桥工程索塔制造为工程背景,进行索塔钢壳壁板单元上焊钉生产前的焊接技术准备工作。选取有代表性的钢板和焊钉的材质、规格进行焊接工艺评定试验,确定手工螺柱焊接和机器人自动化焊接的评定试验项目,优化焊接工艺参数,对照评定标准对焊接工艺评定试验结果进行分析与评定,并对比了智能化螺柱焊接与手工螺柱焊接的焊接试验结果。结果表明:无论采用手工螺柱焊接还是智能化螺柱焊接,圆柱头焊钉焊缝外观质量和焊接力学性能均满足标准要求。

    2024年12期 v.64;No.610 117-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1102K]
  • 钢渡槽力学性能分析及基于LSTM的状态评估

    陈令康;鞠晓臣;朱永润;贾同伟;

    以引江济淮渡槽为研究对象,建立有限元模型,分析了钢渡槽的力学性能,并基于长期监测数据提出了长短记忆(Long Short-Term Momery,LSTM)神经网络预测模型,研究了不同变量组合情况下预测模型的精度。结果表明:渡槽中跨跨中挠跨比为1/558,满足SL 482—2011《灌溉与排水渠系建筑物设计规范》中不大于1/500的要求;渡槽主桁杆件应力分布均匀,基本满足TB 10091—2017《铁路桥梁钢结构设计规范》要求;迭代次数为50次时建立的融合时间、温度以及水位三个参数的模型对渡槽应变的预测精度较高,而迭代次数为200时建立的融合时间、温度两个参数的模型对挠度预测精度较高;采用LSTM模型能较好地捕捉渡槽长时间的力学响应变化,可用于渡槽运营性能分析。

    2024年12期 v.64;No.610 122-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1455K]
  • 《铁道建筑》2024年分类总目次

    <正>~~

    2024年12期 v.64;No.610 128-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 993K]
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