长连续梁桥无缝线路设计研究——以合武铁路为例

由于温度变化,长连续梁桥无缝线路轨道将产生较大纵向力和位移,较大的梁轨相对位移可能破坏轨道的稳定.在梁轨相对位移较大的长连续梁桥上使用钢轨伸缩调节器,是防止出现过大的纵向位移和纵向力的一种手段,是保证列车在桥上紧急制动时不产生过大的位移和墩台纵向力的有效措施之一.以合武铁路竹根河特大桥长连续粱无缝线路设计为例,分析钢轨伸缩调节器的铺设条件,提出铺设无缝线路的设计方案.     

REJ SA60-300型钢轨温度伸缩调节器铺设安装及要点简析

我国是桥上铺设无缝线路最多的国家之一。在大跨度桥上铺设无缝线路,桥梁与钢轨的伸缩加剧了梁轨相互作用,影响线路的稳定。在超大跨度桥梁无缝线路上铺设钢轨伸缩调节器,能够释放钢轨内积聚的温度力和实现相邻两根钢轨之间的纵向相对移动。钢轨伸缩调节器的性能和安装至关重要,本文以新建兰新铁路第二双线,临泽南跨兰新线立交特大桥上采用的德国BWG公司生产的REJ SA60-300型钢轨伸缩调节器为例,介绍了其性能,并对其施工安装及要点进行了说明解析,为类似工程的现场施工提供参考。     

基于ANSYS的无缝线路稳定性的分析

从连续弹性基础梁理论和有限元数值分析方法出发,用ANSYS软件建立了无缝线路中轨道结构的有限元模型,研究无缝线路钢轨在不同温度力作用下的稳定性。分析了道床横向阻力对钢轨的横向位移的影响;不同道床纵向阻力作用下,钢轨的内力分布。分析结果对钢轨的温度力测量和应力放散起着一定的指导作用。     

履带式车辆斜坡上转向动力学的研究

履带式车辆上坡和下坡转向、侧倾坡转向都是处于特殊情况下的转向,即履带式车辆在具有纵向倾角和横向倾角的两向坡道上转向,在不忽略纵向力或横向力作用而引起的履带负荷分布图形的变化时,求出它们所需要的牵引力和制动力,对于进一步的动力匹配研究具有非常重要的现实意义。     

考虑长期作用下的弱界面钢混组合梁动力响应分析

钢混组合梁在长期荷载作用下的动力特性受到混凝土徐变的影响,为研究动力因素与混凝土徐变因素耦合作用下的部分相互作用组合梁的动力特性,本文选择适当的状态变量来建立状态空间公式,然后得到两端简支边界条件下自由振动的频率特征方程和对应的各阶模态。公式是基于节点处的受力平衡与应变兼容性的基本力学微分方程利用D’Alembert原理推导出的,在此基础上还额外加入了考虑混凝土的徐变影响的系数项。然后采用模态叠加法计算部分相互作用组合梁在均布简谐荷载、集中移动荷载作用下的非齐次方程解以及动力响应。无论荷载类型如何,该数值模型都可以成功地用于模拟任意跨连续梁的时变结构行为。最后通过给出分析结果与数值结果的比对研究和若干相关参数研究,验证了数值模型的有效性。     

温度效应下桩-土界面剪切试验设备研究进展及新型设备的研制

地热能源桩具有双重功能,既能承受上部结构荷载,又能作为竖向换热系统。温度作用影响桩土界面特性,继而影响桩基极限承载力和沉降。因此,对温度效应下桩土界面特性进行研究,不仅具有较高的学术价值,同时具有显著的工程应用价值。介绍了未考虑温度效应的桩土界面试验研究仪器进展,包括合式直剪仪、大型直剪仪、单剪仪和扭剪仪。目前考虑温度效应的桩土界面特性试验研究较少,采用设备有模型桩试验和改进合式直剪仪。本文设计研制了考虑温度效应的大型直剪仪,在直剪仪外单独设计了恒温加热系统,适用于温度、外荷载耦合作用下,不同桩体材料与土相互作用性能的研究。     

考虑摩擦与刹车制动力作用时的车桥耦合振动数值分析

为了研究车辆在桥面上行驰过程中突然刹车对桥梁产生的冲击振动的影响,考虑了车轮处的摩擦力与刹车制动力共同作用时移动质量模型对车桥的耦合振动现象进行数值模拟。对于工程中常用的变截面箱梁,推导了平面内呈线性和抛物线形变化时的质量阵,采用Romberg数值积分方法得到刚度矩阵中的系数项。对于变速行驰在桥面上的车辆出现紧急刹车的现象,考虑了车轮与桥面间的摩擦并引入冲击系数模拟刹车力对桥面的作用,探讨了摩擦系数与冲击系数对车桥耦合振动的影响。     

汽车ABS动力学仿真整车模型建设

汽车仿真整车模型建设有整车车辆模型建设、轮胎模型建设、制动系统建设及驱动系统模型建设。整车车辆模型建设用四个自由度来描述,即纵向位移、横向位移和侧倾运动。所作用的外力主要来自轮胎的纵向和横向力、作用在整车上的风阻及坡度阻力,其侧倾运动只与簧上质量有关,它由悬架模型的阻尼和弹簧与非悬挂质量连接。轮胎模型采用Gim模型,这一模型的特点是公式简洁,计算简单并考虑了各种工况的影响,在轮胎模型中考虑了纵向、横向滑移、侧倾、横摆导致的纵向力、横向力和横摆力矩。制动模型采用一阶迟后环节传递函数形式来描述压力建立及释放的动态过程,用比例环节描述制动器增益,其最大压力由制动踏板的位移来决定。转向模型由比例环节构成系统输入通道,即方向盘到前轮转向轮。发动机模型是由一个一阶惯性环节构成发动机的动态特性,由力矩转速试验曲线族构成发动机的稳态特性,其油门开度用插值的方法确定所采用的稳态特性曲线,油门开度由油油门开度门踏板角位移的大小来决定。驱动系统是一种4档机械式变速器和前桥驱动差速器组成,由比例环节构成。车轮系统模型是由外部力和转动方程来决定,作用的外部力有驱动力、外部纵向、横向摩擦力、制动力及滚动阻力。     

地铁大跨度连续钢桁桥减振垫无砟轨道动力分析

为了研究地铁大跨度连续钢桁桥上铺设减振垫无砟轨道的适用性,并进行相关轨道参数的选型优化设计,基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论,建立地铁列车-无砟轨道-钢桁桥耦合动力学模型,以研究该车轨桥系统的动态特性,分析内容包括钢桁桥预拱度设置、无砟轨道对桥梁的减振效果分析、无砟轨道道床板与桥面间的变形协调分析等。研究表明：(1)桥梁预拱度对列车动态特性的影响并不大。(2)通过适当减小无砟轨道减振垫的刚度,可以有效降低钢桁桥的振动。(3)在地铁列车的动荷载作用下,无砟轨道与钢桁桥之间的变形存在不协调性。当列车在边跨上运行时,其导致的无砟轨道道床板与桥面间的变形更加不协调。(4)随着板长的增大,道床板和桥面之间的最大相对压缩量在逐渐降低,道床板的弯曲变形越大,而短板结构则表现出更多的整体变形。     

人工冻结地层中圆形隧道的瞬态响应研究

城市地铁隧道穿越流砂层时常采用人工冻结法施工,土体冻结后强度提高,阻断了地下水流,有利于隧道施工。人工冻土是固相、液相和冰组成的多相体,本文考虑了固相、冰与液体的相互作用,采用双固相饱和多孔介质理论研究冻土中的圆形盾构隧道的动力响应问题。依据轴对称平面应变模型,采用积分变换和分离变量法求得了频域响应的解析解,并通过拉氏逆变换获得梯级加荷情况下的隧道时域响应。当冻土的温度接近于冻结点时,与饱和土中圆柱形空腔对比表明,该解与饱和土中圆形隧道的解能较好地吻合。计算结果表明：对于孔壁不透水情况,梯级荷载下隧道的径向位移随径向距离加大而减小;随着温度的降低,冻土强度提高,孔壁处径向位移减小,位移在外荷载作用下增长速率加大;随着渗透系数增加,隧道的径向位移略有减小。该结果对于地铁隧道的冻结法施工具有重要的应用价值。     

线性荷载下混凝土梁抗拉强度幂值函数预测模型

研究线性荷载下混凝土梁抗拉强度幂值函数预测模型,对筋混凝土柱的拟静力试验进行模拟分布,构建钢筋混凝土柱状结构下的应力损伤模型,实现对混凝土梁抗拉强度幂值函数预测,对提高建筑物的强度具有重要意义。进行混凝土抗拉强度线性徐变的本构关系分析,综合考虑混凝土的材料非线性效应与时间非线性效应,根据低短期荷载模型设计混凝土结构的非线性徐变多块结构化网格,得到线性荷载下的混凝土梁多块结构化网格模型。试验采用4点弯曲分级加载方式,分别是试件DSHCW-1、试件DSHCW-2、试件DSHCW-3和试件DSHCW-4,进行幂值函数预测。得到不同等级地震作用下的剩余抗拉强度与承载力数值分析,构建混凝土的抗拉强度滞回曲线,实验结果得出,采用该试件模型,能有效提高混凝土梁的抗拉强度,通过对幂值函数准确预测,对混凝土梁结构的强度提高有较大贡献,为高层建筑抗震设计计算或加固提供数学模型和理论基础。     

拱形建筑的抗震性能特征分析研究

拱形建筑的抗震性能特征分析数据量较大,导致传统的弹塑性时程分析方法由于工作量过大,计算过程复杂,不利于工程师完成设计,提出一种基于模态的Pushover抗震分析方法,对南塔塑造哑铃型承台模型以及分离式承台模型。在地震的影响下求出多自由度体系的动力平衡方程,对某阶振型参与质量和振型贡献参与质量比进行计算。在对侧向荷载分布进行分析的过程中,研究和拱形建筑墩节点相应的数阶振型。依据拱形建筑工程特点以及结构的重要性,采用地震水平II概率水平的地震加速度时程。对两种模型前5阶振型周期和振型进行分析。拱形建筑地震反应实际应用结果表明,分离式承台可增强主塔结构的抗震性能,而哑铃型承台可增强主塔基础的抗震性能,应综合分析对动轴力和弯矩的作用,才能准确选择有助于桩基础抗震性能的模型。