考虑波流耦合作用的高速铁路跨海斜拉桥波浪力研究

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作者 雷虎军 邓伍强 +1 位作者 陈希茂 林上顺 《中国铁路》 北大核心 2025年第9期32-40,共9页

海洋环境中波浪与海流会相互作用并相互影响(简称波流耦合作用),为探究波流耦合作用对高速铁路跨海斜拉桥塔波浪力的影响,以某高速铁路跨海斜拉桥桥塔为例,采用CFD软件建立数值波浪水槽模型,以桥址区波浪参数为依据选取Stokes五阶波浪理... 海洋环境中波浪与海流会相互作用并相互影响(简称波流耦合作用),为探究波流耦合作用对高速铁路跨海斜拉桥塔波浪力的影响,以某高速铁路跨海斜拉桥桥塔为例,采用CFD软件建立数值波浪水槽模型,以桥址区波浪参数为依据选取Stokes五阶波浪理论,通过建立数值波浪空水槽与波浪理论计算波面时程对比,进行造波效果验证。在此基础上,分析波流耦合作用对高速铁路跨海斜拉桥桥塔波浪力的影响,进一步以水流流速和波浪重现期为控制参数,研究不同水流流速和波浪重现期下波流耦合作用对高速铁路跨海斜拉桥桥塔波浪力的影响。结果表明:对100 a重现期波浪考虑0.93 m/s水流流速的波流耦合作用后,最大波浪力从12291.30 kN增大至15862.50 kN,增幅为29.05%,波浪力周期有提前作用于桥塔的趋势;水流流速以梯度0.5 m/s从1.0 m/s增大至2.5 m/s,最大波浪力为15504.90~18719.90 kN,波浪力的增幅在26.14%~52.30%变化,流速2 m/s时波流耦合作用在波浪力中的最大占比达52.30%,波浪为主导因素;在流速2.5 m/s工况下考虑不同波浪重现期对波流耦合作用的影响,以0 a重现期考虑水流作用力波浪力幅值作为基准,100 a重现期波浪幅值增加了124.54%,从7750.81 kN增加至17403.98 kN,其波浪力作用周期特性发生明显改变。在设计跨海斜拉桥时,应充分考虑波流耦合作用的影响,以确保结构的安全性。 展开更多

关键词 高速铁路 跨海斜拉桥 波流耦合 波浪力 数值波浪水槽

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近断层地震作用下高速铁路大跨连续刚构桥易损性研究 被引量：3

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作者 雷虎军 朱广平 +1 位作者 陈奕涵 陈希茂 《中国铁路》 北大核心 2024年第2期46-54,共9页

为探究近断层地震作用下高速铁路大跨连续刚构桥的抗震性能,基于工程需求(EDP)符合对数高斯分布假设获取全桥损伤曲线,提出一种桥梁地震损伤危险性分级方法。在此基础上,考虑桥上无砟轨道的刚度效应,采用OpenSees有限元软件建立了某高... 为探究近断层地震作用下高速铁路大跨连续刚构桥的抗震性能,基于工程需求(EDP)符合对数高斯分布假设获取全桥损伤曲线,提出一种桥梁地震损伤危险性分级方法。在此基础上,考虑桥上无砟轨道的刚度效应,采用OpenSees有限元软件建立了某高速铁路大跨连续刚构桥的轨道-桥梁(线-桥)一体化非线性有限元模型;由80条近断层地震动实录波组成地震动数据库,采用基于概率需求的易损性分析方法详细分析了该高速铁路大跨连续刚构桥的抗震性能。结果表明:对于研究计算条件,近断层地震动速度峰值(PGV)与工程需求间的相关性较强;近断层地震作用下高速铁路连续刚构桥的边支座易出现轻微损伤,当遭遇中高强度(PGV>100 cm/s)近断层地震动时桥梁关键截面的屈服概率较大,当PGV为200 cm/s时桥梁结构会受到严重破坏,而当PGV为300 cm/s时桥梁有极大可能发生完全破坏甚至出现倒塌。研究成果可为近断层区域高速铁路连续刚构桥的抗震设计提供参考。 展开更多

关键词 高速铁路 连续刚构桥 近断层地震动 线-桥一体化模型 易损性分析

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基于双层梁理论的隧道下穿诱发无砟铁路变形计算方法 被引量：1

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作者 雷鸣 张丙强 +1 位作者 刘海 黄志斌 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期646-652,669,共8页

为研究隧道下穿无砟铁路轨道时板底部脱空对轨道变形的影响,提出一种改进的隧道下穿引起无砟铁路变形的计算方法.首先,将无砟铁路轨道结构简化为双层地基梁模型,建立隧道下穿施工引起无砟铁路变形的控制方程;然后,将无砟铁路分为中间脱... 为研究隧道下穿无砟铁路轨道时板底部脱空对轨道变形的影响,提出一种改进的隧道下穿引起无砟铁路变形的计算方法.首先,将无砟铁路轨道结构简化为双层地基梁模型,建立隧道下穿施工引起无砟铁路变形的控制方程;然后,将无砟铁路分为中间脱空段和两端接地段共三部分,推导隧道下穿施工诱发无砟铁路变形的计算式,对比路基不均匀沉降引起无砟轨道变形的理论计算值与数值模拟结果,验证了理论计算方法的正确性;最后,探讨了新建隧道埋深、隧道下穿施工引起周围地层的损失率,以及既有铁路与隧道间的水平夹角对无砟铁路轨道变形的影响.研究结果表明:当隧道从铁路下方6 m处垂直穿越既有铁路时,轨道中点变形将达到最大值;隧道施工引起周围地层损失率从0.25%增大到2.50%时,轨道中点变形和轨道板底部脱空区宽度将分别增大4.0倍和2.2倍. 展开更多

关键词 轨道变形 隧道下穿 双层梁模型 WINKLER地基 理论方法

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移动荷载作用下底部局部脱空地基梁力学响应研究

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作者 张丙强 李佳遥 +1 位作者 潘钦锋 黄志斌 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期162-168,共7页

目的针对地基由于塑性变形、雨水冲蚀等引起混凝土路面底部产生的脱空效应,方法 将底部局部脱空混凝土路面简化为跨越空洞的弹性地基梁,采用Kelvin地基模型模拟路基对路面的作用,建立移动荷载作用下局部脱空地基梁动力响应控制方程,运... 目的针对地基由于塑性变形、雨水冲蚀等引起混凝土路面底部产生的脱空效应,方法 将底部局部脱空混凝土路面简化为跨越空洞的弹性地基梁,采用Kelvin地基模型模拟路基对路面的作用,建立移动荷载作用下局部脱空地基梁动力响应控制方程,运用振型叠加法推导地基梁动力响应解析解。通过与既有理论方法计算结果对比,验证本文方法的正确性。然后采用推导出的理论解析解探讨荷载移动速度、地基弹性系数、地基梁抗弯刚度和脱空区宽度对地基梁动力响应的影响。结果 分析表明:忽略地基梁底部局部脱空的影响,将导致地基梁动力响应理论计算值偏小。地基梁底部局部脱空对脱空区正上方梁的振动位移影响较大,而对脱空区外侧地基梁的振动位移影响较小。地基梁抗弯刚度越小,脱空区宽度对地基梁中点振动位移最大值的影响越显著。当地基梁底部脱空区宽度与梁计算长度的比值为2/9时,地基梁中点振动位移最大值约为不考虑地基梁底部脱空影响时的5倍。增大地基梁抗弯刚度和地基弹性系数可以减小跨越空洞区地基梁中点振动位移,但当地基梁底部脱空区宽度大于1/3梁的计算长度时,提高既有地基弹性系数的控制效果反而较差。结论 混凝土路面底部脱空会加剧车辆荷载下的动力响应。 展开更多

关键词 局部脱空梁 动力响应 模态叠加法 移动荷载 黏弹性地基

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新建隧道下穿既有铁路的爆破振动控制标准研究 被引量：8

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作者 石伟民 何方 +2 位作者 陈士海 揭海荣 李海波 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第6期50-55,共6页

新建隧道下穿既有铁路爆破施工时,爆破振动可能影响铁路结构正常运行和安全稳定.其施工关键在于确定合理的振动控制标准,使铁路结构变形在控制范围内.通过Peck沉降槽理论分析路基沉降与地面沉降的关系,计算得出下穿铁路路基沉降允许值为... 新建隧道下穿既有铁路爆破施工时,爆破振动可能影响铁路结构正常运行和安全稳定.其施工关键在于确定合理的振动控制标准,使铁路结构变形在控制范围内.通过Peck沉降槽理论分析路基沉降与地面沉降的关系,计算得出下穿铁路路基沉降允许值为5 mm.以厦门轨道交通3号线新建隧道下穿既有铁路线为工程背景,用ls-dyna分析爆破掘进距离变化对铁路路基沉降影响规律,结果表明靠近铁路结构下方爆破时路基沉降变形值逐渐增大,且在铁路中心线正下方沉降值达到最大,远离铁路段沉降值减小然后趋于平缓.在铁路中心线正下方达到沉降变形控制值所需爆破峰值荷载值最小,但振动响应最剧烈.通过调整爆破掘进距离和爆破峰值荷载,控制铁路路基的沉降变形值在5 mm左右时,取铁路结构振速2.6 cm/s为本工程的铁路振动控制标准,研究结果对下穿铁路工程爆破具有借鉴和指导意义. 展开更多

关键词 爆破振动 下穿铁路 路基沉降 LS-DYNA 掘进距离

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波浪-地震联合作用下高速铁路跨海斜拉桥车桥耦合振动研究 被引量：3

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作者 雷虎军 林镇荣 +2 位作者 温家生 邱官发 陈希茂 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第24期16-23,共8页

高速铁路跨海桥梁长期受到波浪力的作用,当地震偶然发生时还会受到地震和地震附加动水压力的作用,需研究波浪-地震联合作用的影响。基于线性波浪理论和Morsion方程模拟波浪力,采用附加质量法模拟地震附加动水压力,建立波浪-地震联合作... 高速铁路跨海桥梁长期受到波浪力的作用,当地震偶然发生时还会受到地震和地震附加动水压力的作用,需研究波浪-地震联合作用的影响。基于线性波浪理论和Morsion方程模拟波浪力,采用附加质量法模拟地震附加动水压力,建立波浪-地震联合作用下的列车-轨道-桥梁耦合振动模型。在此基础上,以某主跨400 m的跨海斜拉桥为例,根据桥址处的波浪参数和地震动参数,系统研究了波浪-地震联合作用下跨海斜拉桥的车桥耦合振动问题。研究结果表明:对于高速铁路跨海斜拉桥,考虑地震附加动水压力会显著增大斜拉桥主梁跨中的横向动力响应及桥上列车的行车安全性指标;当考虑波浪-地震联合作用时,桥梁的横向动力响应及列车的行车安全性指标均随波浪重现期的增大而增大;根据算例,单独地震作用下的安全车速阈值为250 km/h,而一般波浪-地震联合作用和极端波浪-地震联合作用下在计算范围内无安全车速。该研究成果可为高速铁路跨海斜拉桥的设计提供技术支撑。 展开更多

关键词 车桥耦合振动 地震作用 波浪力 动水力 行车安全性

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土钉墙在山区铁路水害路基复旧中的应用 被引量：2

7

作者 简永星 《铁道标准设计》 北大核心 2009年第3期15-19,共5页

近几年,福建省境内既有的铁路屡遭台风、暴雨的袭击,长时间的连续降雨给低标准的山区铁路路基边坡造成了严重的水毁破坏,铁路行车多次中断。在整治、恢复铁路受损路基的过程中,土钉墙得到了广泛的应用。结合工程实例,介绍土钉墙的作用... 近几年,福建省境内既有的铁路屡遭台风、暴雨的袭击,长时间的连续降雨给低标准的山区铁路路基边坡造成了严重的水毁破坏,铁路行车多次中断。在整治、恢复铁路受损路基的过程中,土钉墙得到了广泛的应用。结合工程实例,介绍土钉墙的作用机理、设计计算方法和施工要点,为今后类似工程提供参考。 展开更多

关键词 铁路路基 土钉墙 结构计算 施工要点

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浅谈混凝土耐久性配合比优化在温福铁路客运专线桥梁梁片中的应用 被引量：1

8

作者 陈开端 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期112-113,共2页

铁路混凝土的耐久性是一项重要工程指标,电通量法将会广泛应用于检测铁路混凝土的耐久性。通过骨料堆积和超量替代法对铁路混凝土配合比进行优化,既可以降低工程造价,又可以提高混凝土的耐久性。

关键词 电通量法 耐久性 配合比优化

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波浪作用下高速列车-轨道-桥梁系统耦合振动研究 被引量：2

9

作者 雷虎军 董盈 +1 位作者 林镇荣 陈希茂 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期54-60,共7页

为研究波浪作用对高速铁路跨海桥梁车-轨-桥系统耦合振动的影响,基于线性波浪理论和Morison方程模拟波浪荷载,采用分布力模式输入既有车-轨-桥系统耦合振动分析程序,提出波浪作用下的车-轨-桥系统耦合振动分析方法。以某高速铁路跨海斜... 为研究波浪作用对高速铁路跨海桥梁车-轨-桥系统耦合振动的影响,基于线性波浪理论和Morison方程模拟波浪荷载,采用分布力模式输入既有车-轨-桥系统耦合振动分析程序,提出波浪作用下的车-轨-桥系统耦合振动分析方法。以某高速铁路跨海斜拉桥为背景,研究波坡面效应、波浪重现期、车速对车-轨-桥系统动力响应的影响,并评估不同重现期波浪作用下过桥列车的走行性。结果表明:波坡面效应会使作用于不同单桩的波浪荷载初始相位不同,从而导致作用于群桩基础的波浪荷载合力不同;随着波浪重现期的增大,车-轨-桥系统的横向动力响应均增大,而竖向动力响应几乎不变;考虑波浪作用后,列车的行车安全性指标均随车速的增大而增大,波浪荷载会显著降低桥上列车的乘坐舒适性并增加桥上列车的脱轨风险。常遇波浪(10年重现期)和极端波浪(100年重现期)作用下列车的安全车速阈值分别为325 km/h和275 km/h。 展开更多

关键词 高速铁路桥 车-轨-桥系统耦合振动 波浪作用 波坡面效应 波浪重现期 车速 动力响应 行车安全性

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浅埋小净距隧道爆破损伤探测及数值模拟分析 被引量：24

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作者 刘闽龙 陈士海 +2 位作者 孙杰 何方 揭海荣 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期146-154,共9页

为了研究爆破荷载对浅埋小净距隧道围岩造成的损伤影响,以济南顺河快速路南延工程浅埋暗挖段为工程背景,通过LSDYNA软件将建立的各向异性动态损伤本构用于隧道爆破的损伤数值模拟,研究炮孔周围的损伤范围;并基于声波测试原理,对浅埋小... 为了研究爆破荷载对浅埋小净距隧道围岩造成的损伤影响,以济南顺河快速路南延工程浅埋暗挖段为工程背景,通过LSDYNA软件将建立的各向异性动态损伤本构用于隧道爆破的损伤数值模拟,研究炮孔周围的损伤范围;并基于声波测试原理,对浅埋小净距隧道围岩的损伤进行了现场探测。结果表明:在数值模拟中,单个炮孔爆破形成的最大损伤影响半径为0.58 m,最大损伤影响深度为1.88 m,根据岩体的损伤破坏阈值,岩体的破坏水平范围可达0.14 m,破坏深度为1.70 m;根据现场探测,中夹岩受双线隧道交替爆破开挖其损伤程度较围岩其他部位要高,爆破开挖对隧道围岩造成的损伤范围在0.50 m左右,与模拟结果相接近,验证了各向异性动态损伤本构的准确性。研究成果对浅埋小净距隧道的爆破开挖和损伤控制具有一定指导作用。 展开更多

关键词 小净距隧道 损伤本构 声波探测 爆破开挖 浅埋

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基于马尔科夫优化的灰色GM(1,1)沉降预测模型及应用 被引量：24

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作者 翁志坚 邱晨杰 +3 位作者 邱福祥 杨芸红 卢如发 何生龙 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第29期12065-12070,共6页

针对灰色GM(1,1)模型在对随机波动较大的沉降数据序列进行预测时存在的不足,结合灰色理论模型和马尔科夫链理论,建立一种基于马尔科夫修正的新维GM(1,1)沉降预测模型。首先,考虑监测数据的时效性,通过在原始数据列中不断补充新的沉降监... 针对灰色GM(1,1)模型在对随机波动较大的沉降数据序列进行预测时存在的不足,结合灰色理论模型和马尔科夫链理论,建立一种基于马尔科夫修正的新维GM(1,1)沉降预测模型。首先,考虑监测数据的时效性,通过在原始数据列中不断补充新的沉降监测数据,采用新陈代谢的方法建立新维GM(1,1)模型;随后采用马尔科夫链理论对新维GM(1,1)模型进行优化,根据模型预测时产生的相对误差范围对其进行状态区间划分,并构建相应的状态转移概率矩阵,得到了基于马尔科夫优化的新维GM(1,1)预测模型;将本文模型应用于福州火车站南广场深基坑周边建筑物地表沉降预测中,并对不同模型的预测效果进行对比分析,结果表明:基于马尔科夫优化的灰色GM(1,1)模型的预测精度较传统灰色GM(1,1)模型有明显提高,验证了本文模型在基坑沉降分析与预测中的合理性。 展开更多

关键词 灰色理论 马尔科夫链 GM(1 1)模型 沉降预测

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挤密螺纹桩复合地基桩土应力比现场试验研究 被引量：9

12

作者 郑军锋 范德全 +2 位作者 陈济熙 江成弟 刘国买 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3005-3012,共8页

柔性基础作用下复合地基的受力机理比较复杂。通过对新建兴泉铁路黄塘车站路堤下复合地基桩土应力比现场试验研究,获得桩土应力比随填土高度、恒定静载时长及差异沉降的变化规律。研究结果表明,在填土初期,随着桩土差异沉降的增加,由于&... 柔性基础作用下复合地基的受力机理比较复杂。通过对新建兴泉铁路黄塘车站路堤下复合地基桩土应力比现场试验研究,获得桩土应力比随填土高度、恒定静载时长及差异沉降的变化规律。研究结果表明,在填土初期,随着桩土差异沉降的增加,由于"土拱效应"的影响,荷载逐渐向桩顶转移,桩土应力比增加;桩顶应力达到峰值后,差异沉降继续增加,桩间土承担的荷载开始增加,桩土应力比下降并最终逐渐趋于稳定。测试成果可为复合地基的设计和施工提供参考。 展开更多

关键词 挤密螺纹桩 复合地基 桩土应力比 差异沉降 现场试验

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波浪-地震联合作用下跨海斜拉桥横向减振控制研究 被引量：3

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作者 雷虎军 朱广平 +2 位作者 孙昱坤 林上顺 陈希茂 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期650-657,673,共9页

为研究波浪‑地震联合作用下跨海斜拉桥的横向减振控制方法,以某主跨400 m的跨海斜拉桥为工程背景,考虑桥梁下部结构高桩承台群桩基础的波浪荷载,并基于辐射波浪理论求解地震动水力附加质量,建立了波浪-地震联合作用下考虑水‑结构相互作... 为研究波浪‑地震联合作用下跨海斜拉桥的横向减振控制方法,以某主跨400 m的跨海斜拉桥为工程背景,考虑桥梁下部结构高桩承台群桩基础的波浪荷载,并基于辐射波浪理论求解地震动水力附加质量,建立了波浪-地震联合作用下考虑水‑结构相互作用的全桥有限元模型。在此基础上,采用黏滞阻尼器构建横向减振体系,分别探讨了波浪单独作用和波浪‑地震联合作用下黏滞阻尼器的减振控制效果。结果表明:在波浪单独作用下,仅在辅助墩墩顶设置黏滞阻尼器的横向阻尼体系减振效果较好,能有效抑制波浪荷载引起的主梁横向位移;在波浪‑地震联合作用下,比选出的横向阻尼体系依旧表现出很好的减振效果,且阻尼器参数变化对减振性能的影响规律基本一致;为兼具减振与减震功能,推荐阻尼指数α取0.8,阻尼常数C宜控制在4000~6000 kN•(m/s)^(-α)内。研究成果可为跨海斜拉桥的横向减振设计提供参考。 展开更多

关键词 跨海斜拉桥 波浪荷载 地震动水力 横向减振控制 黏滞阻尼器

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MJS工法桩在滨海地区软基加固工程中的应用 被引量：4

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作者 姚志雄 夏华灿 +1 位作者 吴波 郑国文 《人民长江》 北大核心 2023年第10期141-149,共9页

为探究MJS(Metro Jet System)工法桩大面积施工对周边环境的影响及其安全性,基于福建省滨海地区首例MJS工法桩加固涉铁软基工程实例,通过试桩试验探讨施工工艺并全面分析桩施工对周边环境影响规律。结果表明:单桩施工对土体扰动微小,而... 为探究MJS(Metro Jet System)工法桩大面积施工对周边环境的影响及其安全性,基于福建省滨海地区首例MJS工法桩加固涉铁软基工程实例,通过试桩试验探讨施工工艺并全面分析桩施工对周边环境影响规律。结果表明:单桩施工对土体扰动微小,而多桩施工产生的累积效应不可忽略;土体深层水平位移沿土体深度总体呈“上大下小”趋势,根据桩侧不同距离土体的深度影响范围,结合工程实际将桩周边土体划分为主影响区、中影响区和微影响区;土体孔压变化率沿深度方向总体呈先增大后减小现象,深处结构性扰动较小的软土对喷浆压力较敏感;MJS试桩施工中,临近高铁桥墩台的变形基本呈无规律振荡状态,试桩施工结束后随软土结构重组,墩台变形趋于稳定,且绝对值及差异沉降均远小于规定值,不会危及墩台结构稳定性及高铁运营安全。 展开更多

关键词 MJS工法桩 深厚软基 高铁桥梁 喷浆压力 滨海地区

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