- 王小飞;
为保证一座新建铁路主跨337 m上承式劲性骨架混凝土拱桥主拱圈外包混凝土安全顺利施工,采用MIDAS/Civil建立施工阶段三维有限元模型,分析了不同纵向分段、横向分环浇筑方案对劲性骨架受力及挠度的影响。研究结果表明:采用多工作面浇筑可显著降低拱脚应力,改善主拱变形,但增加工作面对拱顶受力有利也有弊;增加截面横向分环可有效降低结构应力;综合考虑外包混凝土浇筑过程中的结构应力、变形、建设工期和大型临时设施的成本,采用三环六面法浇筑外包混凝土方案。
2020年05期 v.60;No.555 11-14+29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1816K] - 殷国飞;
神瓦(神木—瓦塘)铁路冯家川车站大桥为重载铁路四线桥,主桥采用4线(65+100+65)m连续梁,最大墩高85 m。桥上线间距大,上下部结构横向尺寸较大,利用有限元分析软件BSAS,MIDAS/FEA对结构受力进行了计算分析。结果表明:在主梁梁高相同的情况下,采用单箱三室截面能更好地减小主应力,采用单箱双室截面增加腹板厚度对主应力的改善有限;多线桥桥墩横向尺寸较大,空心截面设置纵肋板能很好地提高高墩的局部稳定性;主梁及桥墩各项计算指标均满足规范要求。
2020年05期 v.60;No.555 15-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1147K] - 李敬伟;赵前进;
大跨度上承式连续钢桁梁是铁路桥梁结构的创新形式,能有效降低桥墩的建筑高度,降低基础与桥墩的施工难度和工程造价,技术、经济优势突出,在山区铁路桥梁建设中具有较强的适用性。这种新的铁路桥梁结构形式技术标准尚待完善。本文依托新建玉溪至磨憨铁路的重点控制性工程元江特大桥(108.0+151.5+249.0+151.5+108.0)m上承式连续钢桁梁,分析总结大跨度上承式连续钢桁梁在结构设计、加工制造、现场架设等方面的创新成果,为类似桥梁建设提供借鉴。
2020年05期 v.60;No.555 19-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 2008K] - 张文学;苏黎君;汪志斌;贾建兴;
为研究不同支架方案对异形钢桥塔施工过程的影响,以新首钢大桥为背景工程做了对比分析,进而分析桥塔施工过程对桥塔-支架整体耦合模型内力、位形的影响,研究支架设计过程中的一些细部问题。结果表明:格构式支架受力明确、合理,施工方便且用钢量小,建议采用该支架方案;桥塔采用反变形的施工方案,可以很好地满足桥梁结构设计线形要求;在格构式支架设计中应避免多个斜撑相贯于立柱同一节点造成支架立柱受力不均匀、部分立柱受力急剧增大的问题;在有限元模拟中支架顶部与高塔连接建议采用铰接方式进行简化处理。
2020年05期 v.60;No.555 23-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1727K] - 章耀林;
重庆鹅公岩轨道专用桥桥跨布置为(50+210+600+210+50)m,是目前世界上跨度最大的自锚式悬索桥。该桥加劲梁为5跨连续梁,锚跨和锚固段为混凝土梁,其余为钢箱梁。加劲梁锚固段采用可滑移现浇支架施工,锚跨采用常规现浇支架施工,边跨采用顶推法施工,中跨采用斜拉扣挂法施工。加劲梁先合龙边跨,后合龙中跨,最后合龙锚跨。通过在塔梁交叉处设置纵向位置调整系统、在混凝土锚跨下设置可纵向滑移支架主动控制合龙时机,避免了天气条件的不利影响,缩短了工期;通过有效控制锚固段及锚跨混凝土梁段的变形,减少施工对混凝土的扰动,从而控制混凝土梁段的质量;通过优化支架结构降低支架复杂程度和安全风险,从而降低支架费用。该桥加劲梁的合龙技术,可为同类桥梁施工提供借鉴。
2020年05期 v.60;No.555 30-33+37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K] - 赵煜;刘勇;孙楠楠;
以一桥梁施工工程实例为依托,采用有限元软件ANSYS对桥梁悬臂施工中使用的菱形挂篮进行仿真分析。提出3种简化模式计算底模纵梁的承重分配,对比发现将底模纵梁承受的外荷载简化为集中荷载,并分配至挂篮下前后横梁的方法是最优简化计算方法。在此基础上对挂篮底模纵梁承重分配系数进行优化,从而简化了繁琐的挂篮底模纵梁受力分析计算,保证了挂篮结构设计和施工的安全。
2020年05期 v.60;No.555 34-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1274K] - 胡斌;李庆择;
灰色系统理论因其重点研究"小样本、贫信息、部分已知"的问题,与桥梁施工监控领域的特征及需求十分吻合,成为桥梁施工监控工作中使用的主要方法之一。基于灰色系统理论中灰色预测方法,建立了一大跨径刚构桥悬臂浇筑施工主梁线形抛高值的GM(1,1)预测模型,以该桥某节段施工过程为例,利用灰色模型对节段抛高值进行预测,并与实测数据进行对比,分析了预测精度及其影响因素。灰色预测在该桥施工线形监控过程中得到了较好地应用,其使用方法简单、操作性强、预测精度高,对其他同类型桥梁的施工监控工作有很好的参考价值。
2020年05期 v.60;No.555 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1105K] - 孔令俊;陈彦北;周岳武;
以商合杭客运专线颍上特大桥为工程背景,对双弧型横向钢阻尼装置的应用性能进行了试验研究。结果表明:双弧型横向钢阻尼装置具有较好的滞回特性,应用双弧型横向钢阻尼装置可以降低桥梁横桥向1阶频率,减小桥梁横向地震力,提高桥梁的抗震性能,但并未改变桥梁的振型特征。
2020年05期 v.60;No.555 43-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1236K] - 张俊存;
为提高京雄城际铁路箱梁预制场建造水平,体现"智能化、信息化、标准化"管理理念,打造资源节约、智能创新、绿色环保的智能化梁场,通过京雄城际铁路固安制梁场实践,研究出一套铁路智能梁场建设标准。智能梁场建设应遵循"安全科学,经济实用,功能明确,资源便捷,绿色环保,智能创新,标准统一"的基本原则,通过吸取国内外梁场建设先进理念和成熟经验,以管理为主线,以专业化、标准化、智能化、精细化为支撑,提出了梁场分区域智能化总体要求,研制出箱梁预制成套智能化设备,形成智能化安全管理模式,为梁场智能建造提供指导依据。
2020年05期 v.60;No.555 47-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1437K] - 宋楠;王石磊;高岩;
针对传统桥塔高程测量方法受场地、环境等因素影响较大无法满足异形桥塔高程测量要求的问题,本文结合永定河特大桥桥塔高程测量的实际需求,提出了一种基于正负压力变送器测量桥塔倾斜端口高差的方法,并介绍其计算分析方法。全站仪地面竖向高程传递+端口正负压力变送器测量倾斜端口高程的测量方法克服了传统方法中要求测试端口基本平直的限制;温度引起的液态水密度变化会对压力变送器测量高差的精度产生较大影响;通过测量已知基准点高差反算液体密度取值可减小温度影响产生的误差;该测量方法能够满足高度大于100 m的异形桥塔高程精确、快速测量的要求。
2020年05期 v.60;No.555 51-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1149K] - 宋普河;
超深振捣对混凝土成品质量有害无益,研究超深振捣引起模板侧压力增大的规律,可为规避其害提供依据。为此设计4个混凝土墙体试件,实测在浇筑过程中模板侧压力的变化情况。基于振捣液化和液体压力平衡理论,建立了超深振捣情况下混凝土模板侧压力计算模型,推导了计算公式,并与实验数据进行对比验证。研究结果表明,振捣深度是影响混凝土墙体模板侧压力的重要因素,本文提出的计算模型能很好地预测墙体结构超深振捣位置的模板侧压力。
2020年05期 v.60;No.555 55-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1175K]
- 阎海韵;王炳龙;刘琤玉;
通过案例分析法研究桩网结构路基填筑期荷载分担变化规律、土工格栅应变,对比不同计算方法得出填筑期格栅应变的影响因素。研究结果表明:由于压实荷载和填筑过程的影响,格栅应变最大值出现在填筑期间而非运营状态;填土的内摩擦角决定了达到格栅应变最大值时的路堤填高,而填筑期的压实荷载决定填筑期的格栅应变极值。建议桩网路基设计时加入填筑期部分成拱状态下考虑压实荷载的受力验算,以使设计偏于安全。
2020年05期 v.60;No.555 63-66+93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1305K] - 魏瑶;夏琼;王旭;
介绍铁路路基动态变形模量理论计算公式的推导及动态变形模量的测试原理,采用有限元软件模拟动态变形模量的测试过程,分析承载板与土体接触压力、路基动态变形模量的影响因素,并计算动态变形模量的有效测试深度。结果表明:在承载板中心一定范围内,接触压力模拟结果较理论计算值大;土体的动弹性模量对接触压力影响很小,可以忽略;路基动态变形模量测试冲击荷载作用下,土体只发生弹性变形;动态变形模量与土体动弹性模量呈线性关系,路基动态变形模量的模拟结果大于理论计算值;土体的泊松比对动态变形模量影响较小;动态变形模量有效测试深度建议取0.5～0.6 m。
2020年05期 v.60;No.555 67-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1316K] - 杨成忠;陆思逵;王威;罗坤;
以昌赣(南昌—赣州)客运专线试验段CFG桩复合地基为例,建立了三维动力响应分析模型,分析列车运行速度、桩长等多个影响复合地基沉降的因素,得出各因素对其沉降的影响程度和规律,确定控制沉降的关键因素。研究结果表明:在列车移动荷载作用下,路基沉降主要集中在路基表层,且路基各结构层沉降沿深度方向和线路横向有明显的衰减;增大桩身长度、垫层厚度或桩身弹性模量,均可减小复合地基各结构层的沉降。
2020年05期 v.60;No.555 72-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1329K] - 赵治冶;
结合铁路建设工程实际,选择不同地质和工况条件的施工区段,对DDS桩(全螺纹灌注挤土桩)和CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)进行复合地基载荷试验,对比分析2种桩在复合地基加固效果上的差异;对DDS桩进行实体取芯、局部开挖,研究其未达到预期效果的原因。结果表明:地质条件、工装设备和工艺直接影响DDS桩的成桩质量和加固效果;桩底和桩身螺纹质量是保证复合地基处理效果的关键;在承载力以短桩端承力为主的加固区段不宜采用DDS桩技术进行复合地基处理;在承载力以长桩摩擦力为主的加固区段可采用DDS桩技术,但须采取改进措施。
2020年05期 v.60;No.555 77-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1069K] - 张英龙;
针对高速铁路路基绿化工程高要求、少维护等特点,提出纤维团粒喷播技术,并详细阐述了其机理及特点。通过在京雄城际铁路路基边坡工程中的应用,归纳总结了该技术施工工艺流程:平整坡面→坡面覆土→铺设铁丝网→喷播基质→养护管理。喷播基质是利用喷播机械将性能优越的基质材料喷附至铁路路基坡面上的。工程应用表明该技术施工快,质量好,养护维修量小,经济性高。
2020年05期 v.60;No.555 80-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1234K] - 林文华;叶诚耿;王浩;
弃渣场是基础建设中的重要附属设施,近年来业界对弃渣场边坡稳定与安全十分关注。针对弃渣场长期运行中堆填界面软化和地下水位波动这2种典型致灾因子,本文在地质补勘、岩土试验和变形监测的基础上,采用强度折减有限元法模拟研究了一大型弃渣场的典型失稳机制和稳态演化规律。研究发现由于地表入渗的长期淋溶和地下水浸润作用,依附堆填界面产生黏粒充填现象和强度软化效应,从而诱发依附堆填界面的应变局部化,导致边坡潜在失稳模式的转变、松动区的扩大和边坡稳态的下降,弃渣场设计与运行过程中,应对堆填界面软化效应予以重视。对监测数据反映的雨季地下水位上浮2 m的工况进行校核计算,以及地下水位进一步抬升条件下的边坡稳态模拟预测,表明在遭遇极端降雨事件或排水设施失效等恶劣工况下,该弃渣场具有安全储备不足的风险,因此需要加强地下水位监测和地下排水设施维护,保障弃渣场边坡的长期稳定与安全。本文提出的评价思路、方法和成果可供类似弃渣场边坡稳定性评价借鉴。
2020年05期 v.60;No.555 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1250K]
- 韩立;伍向阳;刘兰华;陈迎庆;宣晓梅;
通过跟踪实测一动车组车轮旋修前后的粗糙度及其通过路基直线段、路基曲线段和桥梁区段3个典型区段的钢轨粗糙度并对数据进行曲率修正,研究高速铁路车轮和钢轨的粗糙度特征;通过测量3个典型区段动车组车外噪声并进行0～5 000 Hz的Morlet小波分析,研究轮轨滚动瞬态接触下的声学非稳态特征。结果表明:车轮旋修前的17阶多边形特征和钢轨不平顺峰值波长在小波时频图中有较明显反映;车轮和钢轨特征波长的声学不平顺等级在车外噪声中有明显反映;从声学角度可以有效进行轮轨典型粗糙度特征的识别。
2020年05期 v.60;No.555 89-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1832K] - 毛晓君;
结合高速铁路天窗特点,通过方案比选分析拨轨更换无砟轨道板方案的可行性和优越性。为研究拨轨更换轨道板方案中钢轨的受力特性,建立有限元模型,计算分析扣件松开长度、施工作业温度和线路曲线半径对钢轨内部Mises等效应力的影响。结果表明,在扣件松开长度大于70 m的情况下,一般作业温度及曲线区段均具备开展拨轨更换轨道板作业的条件。利用轨道板更换一体化装备在试验线开展拨轨更换无砟轨道板施工,结果表明:装备性能可靠,作业衔接流畅,时间可控;施工过程中钢轨应力状态安全;拨轨更换轨道板能更好地满足高速铁路天窗内更换轨道板的需求。
2020年05期 v.60;No.555 94-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1160K] - 潘勋;周小勇;陈鹰;倪林;
为研究CRTSⅢ型无砟轨道温度场分布规律,在昌赣客运专线外进行足尺无砟轨道板温度场监测,基于统计学原理分析冬季轨道结构温度变化规律并提出适合CRTSⅢ型无砟轨道的竖向温度梯度预估模型。研究结果表明:CRTSⅢ型无砟轨道结构温度场受外界环境影响较大,其中轨道板顶面温度变化最为明显,沿深度方向各结构层温度峰值有明显的滞后现象;竖向温度梯度大于横向温度梯度,对结构温度影响起主导作用;日太阳辐射总量和最大温度梯度具有较好的相关性,据此建立了冬季日最大温度梯度经验回归公式,可为不同气候条件下的CRTSⅢ型无砟轨道的温度梯度研究提供参考。
2020年05期 v.60;No.555 98-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1310K] - 王云杰;
采用现场钻探、调查等方法对高速铁路黄土隧道运营前洞口段轨道板上拱现象进行分析,研究轨道板上拱机理,并给出相应处理方案。分析结果表明:中心水沟渗漏导致地基土含水率增大是轨道板上拱的主要原因;隧底湿陷性新黄土受水浸泡软化,仰拱填充层开裂,明洞段受其两侧暗洞段与路基桩板纵向挤压作用产生隆起;受水浸泡后,寒季冻涨作用使轨道板上拱。整治前隧道进口洞门段轨道板上拱最大值为12.9 mm,采用旋喷桩对隧道仰拱底予以加固并采取隧道疏排水措施后上拱现象消失,说明该措施可有效控制轨道板上拱变形。
2020年05期 v.60;No.555 102-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1086K] - 周宇;李骏鹏;司道林;
以普速铁路京九线不同曲线半径为研究对象,建立车辆-轨道动力学模型、磨耗和裂纹萌生预测模型;计算60N廓形在不同曲线半径条件下的轮轨接触状态,预测了不同曲线条件下磨耗发展率、裂纹萌生位置与寿命,并与京九线现场观测结果进行对比验证。研究结果表明:随着疲劳损伤的累积,不同曲线半径下钢轨的阶段磨耗发展率呈下降的趋势,其中曲线半径小(600 m)的磨耗发展率降低最快,随着曲线半径的增大,平均磨耗发展率降低趋势减缓;不同曲线半径下钢轨裂纹萌生位置均在钢轨表面以下1～3 mm处,横向位置在距离轨顶中心15～20 mm范围内,曲线半径600 m外轨裂纹萌生寿命大约为2.64×10~5次,内轨裂纹萌生寿命约为4.86×10~5次,与现场观测较为符合。
2020年05期 v.60;No.555 107-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1694K] - 李英奇;刘佳朋;张银花;胡月;丁昊昊;王文健;
通过对磨试验研究接触应力相同时贝氏体钢轨的磨损率、表面粗糙度、硬度,并结合扫描电镜观测到的磨损表面和剖面的形貌特征,分析不同滑差条件下贝氏体钢轨的磨损行为特征和变化规律。结果表明:接触应力为500 MPa条件下,贝氏体钢轨磨损率随滑差的增大而显著增大,滑差由2%增大到10%时磨损率增大了8倍;小滑差条件下的贝氏体钢轨表面较光滑,有少量疲劳裂纹,以滚动接触疲劳磨损为主;大滑差条件下表面粗糙,有疲劳裂纹、剥落坑和表面划擦痕迹,更接近滑动磨损;增大滑差可导致磨损表面加工硬化率偏大;增大滑差对贝氏体钢轨表面的滚动接触疲劳裂纹在深度方向的扩展几乎无影响,且对塑性变形层厚度影响不明显;大滑差可引发亚表面次表层裂纹。
2020年05期 v.60;No.555 112-114+118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1352K] - 石孟雷;崔成林;冯子凌;王岩;
首先分析了铝热焊接头焊缝低塌的原因,然后通过现场试验测量初打磨后接头的最高温度、不同终打磨温度下焊缝中心低塌量以及接头冷却过程中温度的变化,分析初打磨轨顶焊筋的预留打磨量、终打磨温度对铝热焊接头焊后平直度的影响。结果表明:焊接60 kg/m钢轨铝热焊接头时,初打磨后轨顶焊筋应预留1.3 mm以上的打磨量;终打磨温度越低焊缝低塌量越小,随终打磨温度降低焊缝低塌量减小幅度逐渐变缓,终打磨温度为300℃时焊缝低塌量较小,终打磨温度低于200℃时焊缝无低塌现象;采用"初打磨+终打磨"的打磨方式可避免铝热焊接头焊缝低塌,提高打磨效率。
2020年05期 v.60;No.555 115-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1127K] - 高伟;
灰斑是钢轨闪光焊接头中常见的缺陷,对钢轨焊接接头质量有直接的影响。本文通过研究挤出瘤中的夹杂物组织及其形态,并在钢轨闪光焊完成预热烧化后终止焊接作业,取样分析,以探究灰斑的形成原因。结果表明:焊接过程中熔融金属与氧发生反应,各种成分通过扩散作用不断聚集,最终在焊缝局部区域形成硅酸盐夹杂物。受焊接工艺影响及夹杂物流动性差异,顶锻阶段少部分夹杂物未被挤出,从而在焊缝内部形成灰斑。
2020年05期 v.60;No.555 119-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1327K] - 凌烈鹏;王冬立;张炜;
钢桥明桥面的木枕存在品质下降、防腐处理不彻底等问题,导致其使用性能和寿命日趋下降,制约了运营速度、轴重和运量的提高。本文介绍了一种复合材料合成轨枕,从合成轨枕本身及其在钢桥上的安装和受力等方面进行分析,讨论合成轨枕在钢桥明桥面上使用的可行性。结果表明,复合材料合成轨枕强度指标均远优于木枕,可进行量化指标检验;在满足明桥面使用要求的前提下,复合材料合成轨枕的应力还有较大富余,截面尺寸可调整空间大。
2020年05期 v.60;No.555 123-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1166K] - 赵云行;贺春江;陈传志;王玮;张宪清;吴会永;
通过掺加不同表面改性剂制作了5种配方试样,采用橡胶加工分析仪,材料疲劳试验机和冲击回弹试验仪,研究了有无表面改性剂以及不同种类表面改性剂对橡胶垫板动态性能的影响规律。研究结果表明:加入表面改性剂后,配方1(基准配方)到配方5(表面改性剂为LONSIL 4C)橡胶动静刚度比、损耗功和力学损耗角正切tanδ均依次减小;配方1到配方5储能模量依次减小,Payne效应越来越不明显;配方1到配方5橡胶材料回弹性依次增大;动静刚度比与损耗功、回弹性和tanδ均有很好的相关性。在试验室可以用测试回弹性或损耗功,或tanδ代替测试动静刚度比,以降低低动静刚度比橡胶垫板的研发成本。
2020年05期 v.60;No.555 127-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1007K] - 亓伟;曹勇;赵振航;莫宏愿;
"一带一路"沿线国家的铁路轨距存在差异,这使得列车行驶过程中产生更大的线路不平顺,同时轨道部件的拉、压应力的变化对轨道部件的使用寿命造成影响。通过建模分析可知:轨距变化主要影响轨枕、道床的位移与受力,对钢轨的影响较小。轨道各部件的位移在标准轨距时较小,与标准轨距时相比,轨枕的位移最高增加了300%,道床的位移最高增加了38%,而钢轨竖向位移最大增量仅为4%。不同轨距下的轨道部件拉、压应力存在较大差异,轨枕拉应力最大增加了59%,道床的拉应力最大增加了214%,轨枕的压应力最大增加了55%,道床的压应力最大增加了312%,而钢轨拉、压应力无变化。为改变轨距对轨枕与道床的位移、拉应力、压应力影响,延长轨道部件的使用寿命,需在轨距过渡处合理设置轨道刚度过渡。
2020年05期 v.60;No.555 131-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1253K] - 涂勤明;
对中等减振扣件轨道、梯形轨枕轨道、钢弹簧浮置板轨道、普通整体道床轨道进行环境振动现场实测,对比分析地铁列车通过时不同轨道的钢轨、道床、隧道壁振动加速度(垂向、横向)及钢轨动态变形(垂向、横向)。结果表明:4种类型轨道的钢轨振动加速度相差不大;中等减振扣件轨道的道床振动加速度小于普通整体道床轨道,另外2种减振轨道明显大于普通整体道床轨道;钢弹簧浮置板轨道的隧道壁振动加速度明显小于其他轨道;钢弹簧浮置板轨道减振效果最好;中等减振扣件轨道的钢轨动态变形明显大于其他轨道。
2020年05期 v.60;No.555 135-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1199K] - 孙军先;
规划年度(2030年)合肥枢纽将形成衔接9个方向、13条线路的大型放射状枢纽。但随着沿江高速铁路建设的提前,沿江高速铁路与既有沪蓉铁路在枢纽内共通道能力是否满足需求、枢纽的客运系统布局和客运站分工是否合理、引入车站站型方案是否最优是面临的关键问题。本文根据研究年度(近期2035年、远期2045年)的枢纽客运量及车流特点,结合既有沪蓉铁路的功能定位及分工调整,对枢纽内主要客运站和区段能力进行分析,对引入车站站型进行研究。通过定量和定性分析,从契合城市总体规划、运输组织的便捷性、线路平面条件、工程实施难易度、工程建设条件、投资等多方面综合比选,优化了枢纽的客运系统布局和客运站分工,确定了合理的枢纽引入方案。
2020年05期 v.60;No.555 139-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1907K]