重载铁路轨道路基系统动位移空间分布特征

建立了重载货车-有砟轨道-路基系统耦合动力学模型.分析计算了在轨道随机不平顺激励下30t轴重重载铁路轨道-路基系统动位移的分布规律.计算结果表明:(1)轨道-路基系统各结构层动位移状态较为复杂,在重载货车通过的过程中,所受荷载也处于循环往复的加载和卸载状态.(2)在有砟轨道-路基系统的动位移的3个位移分量中,竖向动位移的幅值较大,横向动位移以及纵向动位移的幅值均不超过竖向动位移幅值的6%;而沿横向,动位移的分布较为缓和,其最大波动幅值不超过0.2mm,可近似看做均匀分布.(3)轨道-路基系统动位移沿竖向的变化,大体分为3个阶段:在钢轨到轨枕之间,出现明显突变;在轨枕层区域的衰减幅度较小;在道床层至基床表层及下部结构,竖向动位移表现为沿深度方向不断衰减,并且衰减速率随着深度的增加也在不断减小.     

不同填料填筑高速铁路隧——涵—隧过渡段路基的动力特性分析

基于D'Alembert原理的能量弱变分和整体Lagrange格式,建立了隧—涵—隧过渡段半空间垂向耦合的动力计算模型.通过现场实测结果和数值分析的对比证明了该计算模型具有较好的精确性和适用性,并利用该模型分析计算出不同填料填筑过渡段路基后在移动列车荷载作用下的动态响应特征.分析结果表明:竖向动位移随过渡段纵向呈"W"或"M"形状,起伏很大,动位移、动速度、动加速度衰减速度随深度的增加而增大,不利于行车的平顺性;但A、B组填料,级配碎石和级配碎石+5%水泥均能满足高速铁路动力响应要求;采用A、B填料作为路堤本体的填筑材料是可行的,但采用级配碎石或级配碎石+5%水泥填筑隧—涵—隧过渡段路堤本体层更加合理.     

不同加固方式下的软硬过渡段隧道基底受列车动载影响规律

在高速铁路列车动载作用下,隧道穿越软硬岩过渡段时易使隧道结构发生损害,而对于此类工程的动力研究及相关减隔振措施还鲜有涉及。鉴于此,依托广湛铁路相思山隧道工程实例,采用数值计算方法,对比分析无加固以及不同桩板结构加固下隧道穿越软硬岩过渡段时结构的动力响应特性。研究结果表明：在列车荷载作用下,位于交界面软岩侧隧道结构的加速度、动位移和动应力响应与硬岩侧隧道结构的动力响应差异很大,导致隧道交界面附近过渡效果较差,不利于结构的稳定。经三种不同桩板结构加固后,软岩段的隧道结构的动力响应有所减小,且与硬岩段隧道结构的动力响应更接近,过渡效果十分显著。在对比之下,桩板结构1(即承载板+托板+钻孔桩)的减振作用与过渡效果最佳。     

路桥过渡段软基路堤的相关问题探讨

笔者结合实践，分析探讨了路桥过渡段软基的常见质量问题，同时根据国家建筑质量的相关标准，提出了路桥过渡段软基质量控制的设计和施工的相关措施。     

对市政路桥过渡段软基路基路面施工的探讨

在市政路桥工程中,路桥过渡段软基路基路面是最容易出现沉降不均匀而引发桥头跳车等问题,这个过渡段的施工直接影响着整个工程施工的质量,而过渡段的软土地基施工质量的好坏直接影响到路桥的质量与寿命,因此,我们应该高度重视市政路桥过渡段软基路基路面施工的相关问题,想方设法提高其施工质量,以尽可能地减少沉降不均匀问题的出现。     

水泥改良泥质板岩土动力特性试验

针对未改良和水泥改良的泥质板岩砂土,利用振动三轴仪开展不同加载频率和围压作用下的循环振动加载试验,研究土的动弹性模量、阻尼比、动力强度和动力累积变形等参数的变化规律,对比改良土和未改良土的试验结果,分析和评价改良效果。研究结果表明:改良土的动应力与动应变关系骨干曲线为双曲线;改良土阻尼比随动应变幅值增大而增大,近似为双曲线函数关系;改良土初始动弹性模量随围压增大而增大,最大阻尼比随围压增大而减小;改良土初始动弹性模量随加载频率增大而增大,但加载频率对最大阻尼比的影响不大;改良土动应力强度和破坏振次的对数呈线性递减关系;水泥改良后,泥质板岩土的动力强度和初始动弹性模量显著提高,而最大阻尼比变化不大。改良土动力变形稳定性比未改良土的强。     

路桥过渡段差异沉降引起的动荷载计算分析

路桥过渡段纵断面的差异沉降会引起车辆的振动。通过建立5自由度车辆模型和路桥过渡段几何计算模型,采Newmark-β法进行车辆振动特性分析。结合具体实例计算,结果表明了上桥和下桥时车辆动荷载的变化是一种幅值逐渐衰减的运动,最大动荷截明显大于静荷裁,并且载重对动荷裁的影响很大。因此路面设计时忽略动荷载的影响是不合理的,有必要对车辆动荷载进行深入探讨。     

路桥过渡段软基路基路面施工浅析

本文就路桥工程过渡段软基容易产生的不均匀路基沉降现象展开成因分析、进行了过渡段结构控制研究,并制定了软基路基路面施工策略,对提升路桥工程施工建设质量,预防工程安全隐患,延长其服务使用寿命有重要的实践意义。     

浅析路桥过渡段软基的处理方法

路桥过渡段作为刚性桥台与柔性路堤的结合部位，在结构上是塑性变形和刚度的突变体。因此，必须从过渡段的地基条件、软基处理方法、填料选择、压实标准、质量检测上采取措施，以减少两者之间的塑性变形差，实现平稳过渡。由于两种结构物刚度不同，会引起轨道竖向刚度的突变。因此，必须在路基和桥梁之间设置一定长度的过渡段，使轨道的刚度逐渐变化，并最大限度地减少路桥间的沉降差。     

客运专线板式无碴轨道动力设计参数

基于高速列车-板式无碴轨道时变系统竖向振动分析理论,研究了车速、轨道几何不平顺幅值、CA砂浆刚度及阻尼等动力学参数对此系统竖向振动响应的影响规律。在此基础上,进一步得出了合理的CA砂浆刚度取值范围。研究结果表明:高速列车-板式无碴轨道系统竖向振动响应均随车速及轨道几何不平顺幅值的增大而增大;合理的CA砂浆刚度取值范围为1.0~1.5 GPa/m;CA砂浆阻尼应尽可能取较大值,有利于降低轨道板的振动,延长板式无碴轨道结构的使用寿命。     

青藏铁路多年冻土区典型结构路基振动响应特性

在青藏高原的寒季和暖季条件下,对青藏铁路北麓河段的块石路基和素土路基进行了强震动测试,运用二维等价线性时程响应动分析法对2种典型结构路基进行了动力响应的数值计算.结果表明,从路肩到坡脚的机车荷载传递具有明显的衰减效应,并且暖季衰减大于寒季.在路基中心的原地表处,块石路基的振动衰减效应大于素土路基.     

高填方路堤段桩网复合地基承载机理及桩土应力比计算方法

针对高填方段软土路基在路堤荷载下桩网复合地基的受力特点,分析了其自上而下的荷载传递机理.首先,将路堤简化为内外土柱,通过内外土柱的整体微分平衡关系,得到了等沉面高度的理论计算式,由此较为合理地模拟了高填方段的土拱效应.而后,针对荷载传递至土工垫层阶段,采用薄膜模拟了桩土之间的荷载分配关系.在此基础上,将桩网复合地基划分为众多土工格栅、桩及桩间土单元体,桩体及桩间土简化为弹性支撑,进一步得到了高填方段桩网复合地基桩土应力比计算式.最后,对影响高填方段桩网复合地基桩土应力比的各主要影响参数进行了初步研究.结果表明,桩土应力比随路堤高度增大逐渐减小,即填土高度增加后桩土荷载分配趋于均匀,而桩间距、填土的压缩模量的增大将导致桩土应力比增加.此外,土工格栅抗拉强度的增大将加大桩土应力比值,但影响幅度较小.     

地震作用下大断面隧道衬砌结构的动力损伤特性

基于混凝土材料的动力损伤特性,建立了其弹塑性损伤本构模型,将该模型应用于强震区某大断面隧道工程,分析了不同地震波入射方向、地震波强度和围岩条件下隧道结构的地震响应与动力损伤规律,探讨了大断面隧道结构的地震损伤特性和破坏机理。研究结果表明：地震波垂直、水平两种入射条件下两者衬砌的压主应力、加速度响应形态相似,但水平入射条件下衬砌结构的应力、加速度响应相较于垂直入射条件更加剧烈;水平入射时衬砌的动力损伤远大于垂直入射时的动力损伤,且动力损伤主要集中于拱腰与墙脚处;围岩条件对隧道衬砌结构的拉主应力响应以及动力损伤有显著影响,V级围岩条件下衬砌结构的最大拉应力是IV级围岩下的5.7倍;隧道结构的地震响应与动力损伤特性也受地震波强度的影响,随着地震波强度增大,应力、加速度响应峰值以及最大动力损伤量均呈现非线性增大趋势,动力损伤随之加剧且由拱腰和墙脚处逐渐向外扩展;在强震区软岩隧道抗震设计以及运营期间震后加固修复应着重注意动力损伤集中的部位。     

拓宽路基荷载下管桩复合地基沉降变形模式

为揭示拓宽路基荷载下管桩复合地基沉降变形特征及采用管桩处治技术缓解地基差异变形效果,开发土工构造物变形测试系统,升级传感器电测手段,建立与实际应力相符的离心试验模型,并借助有限元数值分析方法,系统研究了新老路基表层和管桩复合地基变形性状。研究结果表明：管桩处理能够快速控制软土地基的沉降,进而有效缓解拓宽新老路基的差异沉降;新老路基的沉降量对路堤高度的变化比较敏感,路堤填方高度变化会带来较大的地基沉降量的变化;路堤填方高度越小,管桩对于减少新老路堤变形的作用就越明显;在拓宽路基荷载的作用下,管桩复合地基最大沉降值位于拓宽荷载的形心垂线处。     

动力指纹线方法在车桥共振分析中的应用

铁路桥梁的动力行为（动挠度、动加速度）是桥上高速列车运行安全控制的重要指标之一。为此,基于列车动力指纹线和桥梁动力指纹线的概念,将列车激励简化为一组移动集中力,从理论上推导出了列车动力指纹线的数学表达式,提出了简支梁跨中竖向最大加速度的简化计算方法,据此得到车桥发生共振时列车速度,从而可以快速计算简支桥梁的动力行为。通过实例验证了文中方法的可行性,并分析了车桥共振的发生机理、影响参数,以及桥梁加速度计算时高频成分的影响。     

桥台后路堤多级加载下黏弹性饱和成层软土地基一维固结分析

将桥台后路堤荷载简化为横截面梯形分布的半无限条形荷载,基于Boussinesq弹性力学解答推导得到桥台后软土地基内竖向附加应力计算公式,由此考虑初始孔隙水压力非均匀分布特性.结合桥台后路堤多级加载的Laplace变换递推公式,运用Laplace变换及其逆变换方法求解Terzaghi固结与Kelvin黏弹性应力应变联合微分方程,获得桥台后路堤多级加载条件下黏弹性饱和成层软土地基固结变形解答.算例分析结果表明:该解答具有合理性和可靠性,计算结果可为桥台后软土地基沉降分析提供参考.     

框架桥在不同列车速度下的瞬态动力响应

以普通混凝土框架桥工程为研究对象，采用有限元分析软件中的实体单元solid65建立了混凝土框架桥数值模型.利用完全法瞬态动力计算分析得到的框架桥跨中节点的挠度-时间曲线，可以反映出列车在不同速度下通过框架桥时桥体发生的动态响应特征，即框架桥的位移响应特征.结果表明，90~120 km/h为列车通过框架桥的最佳速度区间，此时框架桥的动态挠度时程曲线呈缓慢地上下波动，该速度区间下桥体的最大变形量为2.79×10^-5 m，位置发生在跨中附近，时间发生在列车经过跨中位置的前后时刻.     

框架桥在不同列车速度下的瞬态动力响应

以普通混凝土框架桥工程为研究对象，采用有限元分析软件中的实体单元solid65建立了混凝土框架桥数值模型.利用完全法瞬态动力计算分析得到的框架桥跨中节点的挠度-时间曲线，可以反映出列车在不同速度下通过框架桥时桥体发生的动态响应特征，即框架桥的位移响应特征.结果表明，90~120 km/h为列车通过框架桥的最佳速度区间，此时框架桥的动态挠度时程曲线呈缓慢地上下波动，该速度区间下桥体的最大变形量为2.79×10^-5 m，位置发生在跨中附近，时间发生在列车经过跨中位置的前后时刻.     

路桥过渡段路堤加筋现场试验和数值模拟分析

采用土工格栅加筋处理路堤填土可有效解决路堤填土压缩变形过大的问题,从而减小路桥过渡段桥台与路堤的差异沉降以及缓解桥头跳车的现象.通过现场试验对加筋路堤中格栅上、下表面土压力与格栅变形进行了监测分析.采用有限元方法对比分析路堤在加筋与未加筋2种工况下路桥过渡段路堤变形的差异.结果表明：路堤加筋技术在桥台附近减载作用明显,...