高速铁路桥墩差异沉降对列车运行影响研究

发布时间：2020-06-21 21:33

【摘要】：简支梁桥作为高速铁路桥梁的主要形式之一,具有生产规模化、建设耗资少、建设周期短、对地面交通影响小等突出优点,因而得到大规模的使用。目前高铁桥梁病害中,桥墩差异性沉降是主要病害之一,也是影响轨道平顺的主要因素,研究列车运行安全性和舒适性评价指标在不同简支梁桥墩沉降量变化下的变化情况,对确保高速铁路列车在高架桥梁上的安全运行具有极其重要的意义。本文针对以上情况,以高铁中常见的32 m简支梁为研究对象,开展车—桥动力分析。利用ANSYS结合SIMPACK分别建立轨道—桥梁上部结构数值仿真子模型,以及车辆—轨道动力作用子模型。采用改变速度和桥墩沉降量的方法,计算并分析不同变量对高速铁路行车状态影响,得到了列车车速及沉降量增加过程中列车运行的安全性、舒适性的变化趋势。研究结果表明:随着车速及桥墩沉降量增大,列车车体加速度、轮轨减载率等指数的变化都呈增大趋势,但车体加速度、轮轨减载率等性能指标增长程度并不一致。同时为了保证列车的运行稳定和安全,在不同的桥墩不均匀沉降量下,应该满足相应的车速限制。针对本文研究的以简支梁桥组成的高铁线路,在350 km/h的速度下当桥墩沉降小于10 mm时,高铁列车均可满足安全、舒适运行要求。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U445.71;U211
【图文】：

弯曲裂缝,竖向,梁体

主要有干燥收缩、温度收缩和塑性收缩三种。除此之外，由于地基不而造成的混凝土的沉陷裂缝也是常见裂缝之一。筋锈蚀引起混凝土结构发生破坏，主要是由于氯离子及其化合物的侵使钢筋逐渐锈蚀[12]。锈蚀反应会导致钢筋的体积增大，使裂缝进一步使保护层剥落。对于处于高应力工作状态的预应力钢筋，还会发生因的附加应力而使结构承载力显著降低，严重威胁结构使用的可靠性和图 1-1~图 1-4 是混凝土裂缝和钢筋锈蚀的病害。1-1 梁体混凝土蜂窝麻面、孔洞图 1-2 梁体混凝土剥落、露筋

混凝土蜂窝,麻面,梁体,孔洞

荷载的全面考虑和施工的精细化管理可以最大程度的避免此类裂缝。由变形引起的裂缝被称为非结构性裂缝。大体积混凝土由于混凝土收缩现象较为严重，因此非结构性裂缝在大体积混凝土结构中较为普遍。此类裂缝往往受到混凝土材料组成、施工工艺方法、养护条件等因素的影响。引起混凝土的裂缝主要有干燥收缩、温度收缩和塑性收缩三种。除此之外，由于地基不均匀沉降而造成的混凝土的沉陷裂缝也是常见裂缝之一。钢筋锈蚀引起混凝土结构发生破坏，主要是由于氯离子及其化合物的侵入腐蚀，使钢筋逐渐锈蚀[12]。锈蚀反应会导致钢筋的体积增大，使裂缝进一步扩展进而使保护层剥落。对于处于高应力工作状态的预应力钢筋，还会发生因腐蚀产生的附加应力而使结构承载力显著降低，严重威胁结构使用的可靠性和安全性。图 1-1~图 1-4 是混凝土裂缝和钢筋锈蚀的病害。

【参考文献】