铁路新型钢-混凝土组合桁架桥在列车作用下的动力响应分析

钢混凝土组合结构桥梁研究新进展

钢混凝土组合结构桥梁研究新进展一、本文概述随着科技的不断进步和工程需求的日益增长，钢混凝土组合结构桥梁作为一种高效、经济且具备优良性能的结构形式，在桥梁工程中得到了广泛应用。

本文旨在综述钢混凝土组合结构桥梁的最新研究进展，包括其设计理论、施工技术、性能评估以及在实际工程中的应用案例。

文章首先介绍了钢混凝土组合结构桥梁的基本概念和特点，然后重点分析了近年来国内外在该领域的研究成果和创新点，最后展望了未来的发展趋势和挑战。

通过本文的阐述，希望能够为相关领域的学者和工程师提供有价值的参考，推动钢混凝土组合结构桥梁技术的进一步发展和优化。

二、钢混凝土组合结构桥梁的设计理论与方法钢混凝土组合结构桥梁的设计理论与方法是近年来研究的热点领域。

随着材料科学、计算力学和设计理念的进步，这种结构形式的桥梁设计理论得到了极大的丰富和发展。

在设计理论方面，钢混凝土组合结构桥梁的设计需要综合考虑钢材和混凝土的受力特性，以及两者之间的相互作用。

目前，研究者们已经建立了一套相对完善的设计理论体系，包括组合梁、组合板、组合柱等多种组合构件的设计方法。

这些理论方法综合考虑了材料的非线性、构件的截面形状、荷载类型等因素，使得设计更加精细化、准确化。

在设计方法上，钢混凝土组合结构桥梁的设计通常采用极限状态设计法，即根据结构在极限状态下的受力性能和变形要求，确定结构的截面尺寸和配筋。

随着计算机技术的快速发展，有限元分析、参数优化等数值方法也被广泛应用于钢混凝土组合结构桥梁的设计中，为设计师提供了更加便捷、高效的设计工具。

随着对结构性能要求的提高，钢混凝土组合结构桥梁的设计也开始注重全寿命设计、耐久性设计等方面。

这些新的设计理念要求在设计阶段就充分考虑结构在使用过程中的性能退化、维修加固等因素，从而确保结构在整个生命周期内都能满足性能要求。

钢混凝土组合结构桥梁的设计理论与方法在不断发展和完善中。

随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现，未来这种结构形式的桥梁设计将更加精细化、智能化、环保化。

桥梁结构的动力响应分析

桥梁结构的动力响应分析桥梁是连接两个地区的重要交通工具，承受着车辆和行人的巨大荷载。

在日常使用中，桥梁结构会受到各种动力作用的影响，如行车振动、地震等，这些作用会导致桥梁的动力响应。

因此，对桥梁结构的动力响应进行分析具有重要意义，可为桥梁的设计和维护提供依据。

桥梁结构的动力响应可以理解为结构在受到外力作用时的反应。

动力响应的分析可以通过数学建模和计算方法来完成。

在模型建立时，需要考虑桥梁结构的几何特征、材料性质以及外部载荷等因素。

针对不同的桥梁类型，可以采用不同的动力响应分析方法，如模态分析、频率响应分析等。

模态分析是一种常用的动力响应分析方法。

它通过求解桥梁结构的振型和频率，来获得结构在不同模态下的响应。

在进行模态分析时，首先需要建立桥梁的有限元模型。

有限元模型将桥梁结构离散成一系列的节点和单元，节点代表结构的位移自由度，单元代表结构的刚度和质量。

接下来，需要确定桥梁结构的边界条件和荷载情况。

通过解析有限元方程，可以得到桥梁结构的振型和频率，进而获得桥梁在不同模态下的动力响应。

频率响应分析是另一种常用的动力响应分析方法。

它通过求解结构在一定频率范围内的响应，来了解结构对频率变化的敏感性。

频率响应分析的关键是确定结构的频率响应函数。

频率响应函数描述了结构在受到谐振激励时的响应特性。

与模态分析类似，进行频率响应分析时也需要建立桥梁的有限元模型，并确定边界条件和荷载情况。

通过求解有限元方程，可以获得桥梁结构在一定频率范围内的响应。

除了模态分析和频率响应分析，还可以采用时程分析等方法进行桥梁结构的动力响应分析。

时程分析是一种基于时间的分析方法，通过考虑结构的初始条件和外部载荷的时变特性，来获得结构在不同时间点上的响应。

时程分析可以考虑到荷载的突变和变化速率等因素，更加贴近实际工况。

在进行桥梁结构的动力响应分析时，还需要考虑结构的非线性特性。

非线性特性可能包括材料的非线性、接缝的滑移、支座的摩擦等。

这些非线性特性会对桥梁结构的动力响应产生重要影响，因此在建立模型时应充分考虑这些因素，以获得准确的分析结果。

钢—混凝土组合箱梁桥受力性能分析

钢—混凝土组合箱梁桥受力性能分析系统而全面的分析钢-混凝土组合梁桥受力性能，首先介绍了钢-混凝土组合梁桥的得天独厚的优点，自重轻、噪音低、抗震性能好等，然后对其受力开裂的原因进行了分析，针对此开裂情况，给出了各种解决途径和措施，如通过张拉钢丝束在混凝土桥面板内施加预应力等，针对钢-混凝土组合梁桥具有一定的指导意义。

标签：钢-混凝土；组合梁桥；受力开裂1引言现今，我国各地区加强道路和桥梁的建设，其中桥梁的建设受到各方面的关注，不仅是其建设成本较大，而且是其结构的合理性，桥梁的寿命和桥梁的承载力等等影响着众多决策者对现行的桥梁的判断标准。

其中，桥梁的改造，很多杜聪桥梁的材料商考虑，例如采用高性能、高强的材料作为建设桥梁的主要材料同钢桥相比较，现行的钢和混凝土组合梁桥具有较多的不可替代的优势，例如冲击效应和疲劳效应较少，钢材耐腐蚀性能提升，钢-混凝土组合梁桥产生的噪音也较少，方便检修工人的作业，钢-混凝土组合梁桥的养护工作量相对较少；当其与钢筋混凝土桥相比，钢-混凝土组合梁桥有相当显著特点，自重轻是钢-混凝土组合梁桥得天独厚的一个特征，特别是在四川等地，地震发生频率较高，钢-混凝土组合梁桥也具有良好的抗震性能，在抢修桥梁中，钢-混凝土组合梁桥施工周期短，工业化程度高、环境效果佳等优点。

本文将针对钢-混凝土组合梁桥受力性能进行系统而全面的分析。

2钢-混凝土组合梁桥性能分析我国钢材材质在近时期得到不断的优化和提升，钢的加工技术也逐渐成熟，在现今的桥梁建设工程中，组合梁桥也越来越具有更强的竞争力；在大跨度斜拉桥上，钢-混凝土组合桥面也具有很高的综合性能。

对于多跨度梁桥，钢-混凝土组合梁桥具有良好的性能，在抗震性能、抗疲劳效应上均具有良好的使用性能。

但是，连续钢-混凝土组合梁桥内支座在承受负弯矩时，会产生混凝土钢梁结构的变形，例如受拉压力的影响，钢-混凝土结构强度一直是研究中的问题，钢-混凝土抗拉强度如果选择低了，在受到外界的影响情况下，极易产生开裂等不良影响，钢-混凝土抗拉强度如果选择过高，将影响钢-混凝土抗冲击特性，没有一定的韧性，易恢复特性较低，也会造成不良影响。

铁路新型钢-混凝土组合桁架桥在列车作用下的动力响应分析

ＧＵＯｉｗｅ，ＸＩＷｅ— ｉＡＨｅ，ＬｉｌＩＨｕ —ｅ，ＺＨＡＮＧｉｎＴａ
（ｃｏｌｆｉｌｎｉｅｒｇＢｉｎｉｔｇＵｉｒｉ，ｅｉｇ１０４，ｈｎ）Ｓｈｏｏｖｇｎｅｎ，ｅｉｇＪｏｎｎｖｓｙＢｉｎ００４ＣｉａＣｉＥｉｊａｏｅｔｊ
ａａｙｉｆｔａｎ— ｒｄｅｃｕｌｄｓｓｅｗａｅｏｍｅｎｌｓｓｏｒｉｂｉｇｏｐｅｙｔｍｓｐｒｒｄ．Ｔｙｍｉｅｐｎｅｆｔｅｂｉｇｎｅｈｎｉｇｌａｓｏｆｈｅｄｎａｃｒｓｏｓｓｏｈｒｄｅｕｄｒｔｅｒｎｎｏｄｆｕｈｅｖｕｒｉｈａｓ，ｃｍｍｏｎｉｈｓｅｄｐｓｅｇｒｃｒａｙｈａｌｆｅｇｔｅｒｏｎａｄｈｇｐｅａｓｎｅａｓ，ｗｅｅｃｌｕａｅｅｐｃｉｅｙａｈｕｎｉｇａｌｔｆｔｅｒａｃｌｔｄｒｓｅｔｖｌｎｄｔｅｒｎｎｂｉｙｏｈｉｔａｎｏｈｒｄｅｗａｖｌａｅｒｉｎｔｅｂｉｇｓｅａｕｔｄ．ＮｕｍｅｃｌｒｓｌｓｓｏｔａｈｒｄｅｓｈｍｅｃｎｓｔｓｙｔｅｒｎｉｇｓｆｔｎｏｏｔｉｒａｅｕｔｈｗｈｔｔｅｂｉｇｃｅａａｉｆｈｎｎａｅｙａｄｃｍｆｒｕｏｈｈｅｙｅｆｔａｎｔｄｉｅｅｔｓｅｓｏｈｅｂｉｇｎａｅｗｉｅｙａｏｅｎｒｉｗａｒｎｐｒａｉｎｉｉａｆｔｅｔｒｅｔｐｓｏｒｉｓａｆｒｎｐｅｄｎｔｒｄｅａｄｃｎｂｄｌｄｐｔｄｉａｌｙｔａｓｏｔｎＣｈｎ．ｆｔｏＫｅｒｓ：ｓｅｌｃｎｒｔｏｙｗｏｄｔｅ —ｏｃｅｅｃｍｐｏｉｅｔｓｅｒｄｇｓｔｒｓｄｂｉｅ；ｔａｎ；ｃｕｌｄｖｂａｉｎ；ｄｎａｃｒｓｏｓｕｒｉｏｐｅｉｒｔｏｙｍｉｅｐｎｅ

桥梁结构的动力响应与振动控制

桥梁结构的动力响应与振动控制桥梁作为重要的交通基础设施，承载着人们出行的重要任务。

然而，由于交通运输的振动荷载和环境的影响，桥梁结构会产生动力响应和振动现象。

合理控制桥梁结构的动力响应和振动，对于确保桥梁运行的安全、舒适和持久具有重要意义。

一、桥梁结构的动力响应桥梁结构的动力响应是指在受到外界动力荷载作用下，桥梁内部结构相应的振动情况。

桥梁的动力响应直接影响到结构的安全性和行车的舒适性。

传统的静力分析方法无法准确预测桥梁结构的动力响应，因此需要采用动力学分析方法。

桥梁结构的动力响应受到多种因素的影响，包括荷载的频率、振幅、周期等。

其中，交通荷载是桥梁结构的主要外力荷载之一。

交通荷载的频率范围宽泛，跨越了很多频率段，从人行步态的低频振动到车辆冲击的高频振动。

此外，风荷载、地震荷载等也会对桥梁结构的动力响应产生重要影响。

二、桥梁结构的振动控制为了减小桥梁结构的动力响应，保证桥梁的安全性和行车的舒适性，需要进行振动控制。

桥梁结构的振动控制主要包括主动控制和被动控制两种方法。

主动控制是指采用主动力学控制器，通过对桥梁结构施加控制力，减小结构振动。

主动控制系统通常由传感器、执行器和控制器组成。

传感器用于感知结构的振动状态，控制器根据传感器信号计算出控制力指令，执行器通过施加控制力对结构进行振动控制。

主动控制系统具有高度灵活性和精确性，但是也面临着能耗较大、控制系统复杂等问题。

被动控制是指通过改变桥梁结构的刚度、阻尼等特性，减小结构振动。

被动控制系统主要包括减振器、隔振系统等。

减振器根据振动的特点和频率设计，通过吸收或转化振动能量来减小结构振动。

隔振系统通过隔离桥梁结构和荷载，降低外界荷载对桥梁结构的影响。

被动控制系统相对于主动控制系统而言成本更低，并且对控制能源要求较小，但是对振动特征和参数的要求较高。

三、桥梁结构动力响应与振动控制的应用桥梁结构动力响应与振动控制的研究和应用在实际工程中具有重要意义。

首先，动力响应分析可以帮助工程师更好地了解桥梁结构的振动特性，确定结构的设计参数，确保结构在设计荷载下的安全性。

列车—桥梁耦合系统随机振动响应分析

章采用随机振动的虚拟激励法，将轨道不平顺激励转化为虚拟激励，并利用MATLAB软件自编程序，采用数值方法分离迭代求解系统的虚拟响应，进而求得列车与桥梁子系统随机响应的时变功率谱和标准差，据此分析了系统的随机振动特性。

关键词：非平稳随机振动车桥耦合系统虚拟激励法1.列车—桥梁耦合系统动力学方程1.1桥梁子系统运动方程采用平面梁单元法对桥梁结构进行离散，桥梁子系统运动方程见式（1）。

（1）式（1）中：平面梁单元节点有3个自由度，，-梁单元节点的轴向位移；-竖向位移；-面内转角；-质量矩阵；-阻尼矩阵；-刚度矩阵；-外力矩阵。

1.2车辆子系统运动方程车辆—桥梁垂向耦合振动系统模型如图1所示。

图1中：k 1、c 1分别为转向架与轮对之间一系悬挂的弹簧刚度和阻尼系数；k 2、c 2分别为车体与转向架之间二系悬挂的弹簧刚度和阻尼系数。

l t 与l c 分别为车辆轴距之半、车辆定距之半。

车辆具有10个自由度，分别为：z t 1、βt 1-前转向架沉浮运动和点头运动；z t 2、βt 2-后转向架的沉浮运动和点头运动；z c 、βc -车体的沉浮运动和点头运动；z w 1~z w 4-4个轮对的沉浮运动。

车辆子系统的运动方程见式（2）。

（2）式（2）中：假定轮对与轨道密贴接触，则车辆有6个独立的自由度，T，-质量矩阵、-阻尼矩阵、-刚度矩阵、-外力矩阵。

1.3车辆-桥梁耦合系统动力学方程假定轮对与轨道密贴接触，由车辆子系统与桥梁子系统的位移协调关系，得到系统的动力学方程如式（3）所示。

（3）其中：式（3）中：、、——桥梁子系统的质量、阻尼和刚度矩阵，均包含列车车轮作用；、-桥梁子系统和车辆子系统相互作用的刚度、阻尼子矩阵；其余参数的含义同前。

与分别为耦合系统所受到的轨道不平顺随机激励和重力作用下的确定性激励，分别表示如式（4）。

（4）式（4）中：-车体质量；-转向架质量；-轮对质量；-将轨道不平顺转化为系统等效节点荷载的矩阵；-将轨道不平顺一阶导数转化为系统等效节点荷载的矩阵；-将轨道不平顺二阶导数转化为系统等效节点荷载的矩阵；-考虑车轮间距引起的轮轨接触点处轨道不平顺随机激励时图1 车辆—桥梁垂向耦合系统模型4/ 珠江水运·2018·05滞性的矩阵；-第i个车轮所受的作用力向桥梁子系统有限元模型平面梁单元节点分解时所用的分解向量。

钢-混凝土组合桥梁的受力性能分析

安徽建筑中图分类号：TU398+.9文献标识码：A文章编号：1007-7359（2023）11-0163-03DOI:10.16330/ki.1007-7359.2023.11.0590引言近年来，钢-混组合梁在目前桥梁建设中的应用逐渐增加，其结构形式主要是通过抗剪构建将混凝土桥面板和下部的钢主梁连接起来，使混凝土和钢共同受力的结构形式[1]。

这种组合结构梁的形式，充分发挥了各种材料自身的优良性能，在结构抗拉和抗压方面具有更优良的性能。

在《钢-混组合桥梁设计规范》（GB 50917-2013）[2]应用之后，对于钢混组合梁桥结构形式的研究逐渐变多，不少学者对钢-混组合梁桥的受力性能以及施工形式进行了研究。

陈朝慰[3]针对钢-混组合桥梁结构的新型连接构件进行了受力分析，采用有限元分析了新型连接构建在施工和运营阶段的受力和变形情况；王建超等[4]开展了钢-混凝土组合梁桥的受力可靠度分析，主要采用最大熵函数构造的凝聚函数对抗弯、纵向抗剪和竖向抗剪承载力进行了可靠度分析；常英飞[5]对钢-混组合梁桥的新技术进行了阐述和总结，并提出未来组合桥梁发展的新思路；陈宝春等[6]对我国钢-混凝土组合梁桥的研究进展和工程应用进行了系统归纳总结，介绍了传统的组合梁桥以及近年提出的新型组合梁桥结构形式，并对其工程应用进行了总结；王岭军[7]采用有限元分析法，首先建立钢-混组合梁斜拉桥模型，再次分析了不同施工阶段下桥梁结构的受力特性，获得桥梁整体失稳状态，最后根据分析得出相应的结论；李德等[8]对新型钢-混组合桁架梁铁路桥的力学特征进行了研究分析，研究结果表明，桥梁的自振特性分析结果满足规范要求；王元清等[9]采用ANSYS 有限元分析了曲线钢-混组合梁桥的跨度与整体刚度及跨高比之间的关系；蒋丽忠等[10]针对钢-混组合梁桥的动力响应和安全指标进行了试验研究，研究结果显示各项指标均满足规范要求。

由上述可知，对于钢-混组合梁结构的研究已经较为成熟，本文在上述研究的基础上，以主河槽桥为依托，开展了平原区钢-混凝土组合梁桥的受力性能分析，主要研究静载和汽车荷载作用下组合梁的位移和变形情况，为平原区钢-混组合梁桥的设计提供参考。

钢(梁)—砼(桥面板)组合梁桥力学性能研究分析

钢(梁)—砼(桥面板)组合梁桥力学性能研究分析钢(梁)—砼(桥面板)组合梁桥力学性能研究分析一、引言钢(梁)—砼(桥面板)组合梁桥是一种常见的桥梁结构形式，由钢梁和砼桥面板组合而成。

该结构形式具有较好的结构性能，广泛应用于公路、铁路等交通运输领域。

本文旨在通过对钢(梁)—砼(桥面板)组合梁桥力学性能的研究分析，深入了解该结构的力学特性，为设计和施工提供科学依据。

二、组合梁桥的力学特性钢(梁)—砼(桥面板)组合梁桥具有如下的力学特性：1. 抗弯性能优越：钢梁作为主要承载结构，具有较高的强度和刚度，能够有效承担桥梁的荷载，并提供较大的抗弯强度。

而砼桥面板则能够增加梁的刚性，提高抗弯性能。

2. 轻量化结构：由于钢材密度较小，采用钢梁作为主梁能够降低桥梁自重，减小对基础的要求。

同时，砼桥面板可以考虑采用空心板等轻质材料，进一步降低桥梁的自重，提高桥梁的承载能力。

3. 界面传力良好：钢梁与砼桥面板通过可靠的连接方式相连接。

界面传力良好，能够有效传递荷载，保证桥梁整体性能。

4. 抗震性能优良：钢梁具有良好的抗震性能，能够在地震等极端加载条件下保持较好的稳定性。

而砼桥面板能够增加钢梁的抗震性能，提高桥梁的整体稳定性。

三、组合梁桥力学性能的研究方法针对钢(梁)—砼(桥面板)组合梁桥的力学性能进行研究时，可以采用如下方法：1. 数值模拟方法：通过建立组合梁桥的三维有限元模型，采用数值模拟方法分析其受力情况。

可以通过改变不同参数来模拟不同工况下的受力效应，进而评估桥梁的承载能力和变形情况。

2. 实验测试方法：通过在实验室或野外进行模型或原型试验，通过加载仪器对组合梁桥进行加荷，记录并分析其受力状况，并通过测量得到的数据进行参数分析与计算，对不同工况下的力学性能进行评估。

3. 统计分析方法：通过采集不同组合梁桥实际使用的运行数据，通过统计、分析和比较，评估不同组合梁桥在实际工程中的应用效果，总结其优缺点，并进行改进和优化。

一种新型铁路钢—混组合桁架桥的动力特性分析

图１桥梁构造（位：ｍ）单ｍ
算并分析其自振特性，此基础上编制计算程序进一在
步研究了该桥在移动列车荷载作用下的动力性能。
２有限元模型的建立
影响有限元模型准确性的因素一般有单元类型的
还不多，已有学者进行了相关的研究 ¨ 。
中灌注混凝土形式。混凝土槽形板宽７７ｍ，０４．厚．５ｍ。腹杆下端插入槽形板与其直接相连，端通过节上
点板与上弦纵杆相连。二期恒载７Ｎｍ。图１为该５ｋ／
李慧乐，薇薇，郭夏禾
（京交通大学土木建筑工程学院，京１０４）北北００４
பைடு நூலகம்
摘要：对一种由三角形桁架和混凝土槽形板组成的新型铁路钢一混凝土组合桁架桥建立了有限元计算
模型，分别采用空间梁单元、空间板单￣Ｙ－实体单元对混凝土槽形板进行模拟。计算分析了桥梁的ＥＳ维自振特性和移动列车荷载作用下的动力响应。结果表明：用三种不同单元模拟槽形板得到的结构主采要振型及相应自振频率的计算结果较为接近，梁单元模型可在保证精度的前提下大大减少计算工作量；
移动荷载作用下桥梁的竖向挠度和加速度响应较小，满足我国干线铁路行车要求。关键词：一混凝土组合桁架列车自振特性移动荷载钢中图分类号：４８３；４１３文献标识码：Ｕ４．８Ｕ４．Ａ

高速铁路桥梁的动力响应分析

高速铁路桥梁的动力响应分析一、引言高速铁路系统是现代交通运输中的重要组成部分，其中桥梁作为高铁线路的重要节点，在保障列车行驶安全和稳定的同时，也面临着动力响应等方面的挑战。

本文旨在对高速铁路桥梁的动力响应进行分析，并提出相应的解决方案。

二、桥梁动力响应的影响因素1.列车荷载：高速列车的运行速度较快，带来的荷载对桥梁结构会产生动态作用，应充分考虑列车类型、惯性力和振动等因素。

2.桥梁结构特性：桥梁的自振频率、刚度和阻尼等参数是决定其动力响应的关键因素，在设计和施工中应合理选取和控制。

3.地基条件：地基的承载力和刚度对桥梁的震动传递和响应起着重要的作用，需进行地质勘察和合理设计。

4.环境因素：如风、温度、湿度等环境因素会对桥梁的动力响应产生一定影响，需要在设计中予以考虑。

三、桥梁动力响应的分析方法1.有限元分析：采用有限元方法可以对桥梁进行模态分析，求解其固有频率和振型，进而得到结构的动力响应。

2.振动台试验：通过模拟实际荷载和振动条件，在振动台上对桥梁进行试验，观察和记录其动力响应情况。

3.现场监测：在实际运行中对桥梁进行监测，采集振动数据，并结合实际载荷条件进行动力响应分析。

四、动力响应分析的结果与解决方案1.分析结果：通过上述方法得到的动力响应数据可以用于评估桥梁的安全性和稳定性，判断是否存在动力响应超限的问题。

2.解决方案：对于发现的动力响应超限问题，可采取以下措施进行解决：（1）调整桥梁的结构参数，如刚度和阻尼，以提高其自振频率，减小动力响应。

（2）增加桥梁的荷载传递路径，加强桥梁与地基的连接，提高桥梁的整体刚度和稳定性。

（3）在桥梁关键部位设置减振装置，如阻尼器、减振器等，以吸收和分散动力荷载，减小桥梁的动力响应。

五、结论高速铁路桥梁的动力响应分析是确保铁路运行安全和稳定的重要环节。

通过针对桥梁的影响因素进行分析，并采取相应的解决方案，可有效减小桥梁的动力响应，提高桥梁的安全性和稳定性。

大跨度桥梁端区域车-线-桥动力响应分析及轨道平顺性研究

国内外研究现状
• 国内研究现状：国内对于大跨度桥梁端区域车-线-桥动力响应分析及轨道平顺性的研究起步较晚，但发展迅速。近年来，我国在大跨度桥梁设计、施工、运营管理等方面取得了重要进展。同时，我国也在积极开展车-线-桥耦合振动、轨道不平顺等方面的研究，为大跨度桥梁端区域的动力响应分析和轨道平顺性研究提供了有力支撑。
基于模拟结果，对大跨度桥梁的轨道平顺性进行了评估，得到了不同工况下的轨道不平顺限值。
研究展望
进一步研究不同类型桥梁的的动力响应特性，建立更加完善
的车-线-桥耦合动力模型。
针对不同气候和环境条件，研究列车通过大跨度桥梁时的动力响应变化规律，为桥梁的维
护和管理提供依据。
结合更为先进的数值模拟和实验方法，深入研究大跨度桥梁的动力响应和轨道平顺性的优
模型和桥梁模型。
数值模拟
02
利用数值模拟方法对车-线-桥耦合模型进行求解，模拟不同工
况下的动力响应。
数据分析
03
对模拟结果进行数据分析，提取有关轨道平顺性的指标和特征
。
建模与分析
模型验证
通过与实验数据的比较，验证车-线-桥耦合模型的准确性和可靠性。
敏感性分析
分析不同因素对轨道平顺性的影响程度，找出关键影响因素。
针对这一问题，开展深入的动力响应分析和轨道平顺性研究具有重要的理论和实践意义。
研究意义
理论上，该研究将完善大跨度桥梁端区域车-线-桥动力响应的理论体系，为相关规范的制定提供理论依据。
实践上，该研究将为铁路和公路大跨度桥梁的设计、运营和维护提供技术支持，有助于提高列车的安全性和舒适性。
02
国内外研究现状及发展趋势
《大跨度桥梁端区域车-线桥动力响应分析及轨道平顺

高速铁路大跨度钢桁梁桥典型病害及运营安全性分析

80世界桥梁2020年第48卷第5期（总第207期）高速铁路大跨度钢桁梁桥典型病害及运营安全性分析蔡正东12（1.桥梁结构健康与安全国家重点实验室，湖北武汉430034；2.中铁大桥科学研究院有限公司，湖北武汉430034）摘要：为准确评估高速铁路大跨度钢桁梁桥运营安全性，基于5座大跨度钢桁梁桥运营6〜10年后的检测结果，分析其典型病害和病害原因；依据相关规范，以某连续钢桁拱桥为例，测试分析列车荷载作用下桥梁结构的自振频率、振幅、加速度、动应变和动挠度％结果表明：5座大桥典型病害包括钢结构涂层脱落、锈蚀，高强度螺栓断裂、缺失，桥墩墩身裂缝，以及支座临时连接件未拆除、组件锈蚀；病害产生主要原因与桥梁运营荷载、所处环境和施工缺陷有关；在列车荷载作用下，某连续钢桁拱桥结构自振频率、振幅、加速度和动挠度均满足规范要求，动应力增量较小，桥梁结构安全储备较大，运营总体安全；5座大桥仅需进行耐久性处治，包括钢结构维护性涂装、增补高强度螺栓、桥墩裂缝封闭灌浆、解除支座临时约束等％关键词：高速铁路；钢桁梁桥；检测；典型病害；病害原因；列车荷载；运营安全性；处治措施中图分类号：U44&211；U445.71文献标志码：A文章编号：1671—7767（2020）05—0080—051概述随着我国城市区域集中发展和经济一体化的需要，高速铁路飞速发展。

自2003年设计时速200 km的秦沈客运专线投入运营以来，我国的高速铁路飞速发展。

在新建的高速铁路客运专线中，80%以上为高架桥梁，其中大跨度钢桁梁桥是高速铁路跨越江、河的主要结构形式16。

受环境、高速铁路动力荷载作用、材料腐蚀和劣化等不利因素的影响，大跨度钢桁梁桥不可避免产生损伤，为了消除桥梁运营中的安全隐患，保证高速铁路安全运营,需对高速铁路大跨度钢桁梁桥进行检测评估）78*。

目前国家铁路线路重点仍然处于建设阶段，对运营期的高速铁路钢桁梁桥检测养护维修经验不足，因此急需一套科学合理的检测评估方案。

铁路钢桁架桥正交异性桥面板局部应力分析

铁路钢桁架桥正交异性桥面板局部应力分析铁路钢桁架桥正交异性桥面板局部应力分析随着我国铁路交通的快速发展，铁路钢桁架桥作为常见的桥梁结构之一，在铁路桥梁建设中扮演着重要的角色。

其中，桥面板是铁路桥梁的重要组成部分，它承载着铁路列车的运行荷载。

然而，由于桥面板的正交异性，其局部应力分析成为了研究的焦点之一。

本文将对铁路钢桁架桥正交异性桥面板的局部应力进行详细分析。

首先，介绍铁路桥梁的结构形式。

铁路钢桁架桥一般由上承式钢桁架和下承式墩台构成，桥面板作为上承构件，位于钢桁架上方。

桥面板通常采用钢筋混凝土或预应力混凝土材料，具有较高的强度和刚性，能够承受列车荷载的作用。

桥面板的正交异性主要体现在材料的各向异性和结构的各向异性两个方面。

材料的各向异性是指材料在不同方向上具有不同的力学性能，例如纵向和横向的弹性模量、抗拉强度等。

结构的各向异性是指桥面板在不同位置上承受不同的荷载，从而产生不同的应力分布。

对于桥面板的正交异性，需要进行局部应力分析以保证桥梁的安全性能。

首先，通过数学模型建立桥面板的力学模型。

根据材料的各向异性特点，考虑桥面板在纵向和横向的受力情况，建立适当的数学方程。

然后，引入适当的边界条件和荷载条件，求解得到桥面板的应力分布。

在进行局部应力分析时，需要考虑以下因素。

首先是桥面板的形状和尺寸。

桥面板的形状一般为矩形，但也存在其他形状，如T形板、箱型板等。

桥面板的尺寸包括长度、宽度和厚度等。

其次是材料的力学性能。

桥面板的材料通常是钢筋混凝土或预应力混凝土，需要考虑材料的弹性模量、抗拉强度等参数。

再次是荷载的作用。

铁路桥梁承受列车的动荷载，需要对动荷载进行合理的模拟和计算。

通过对桥面板局部应力分析的研究，可以获得桥梁结构的应力分布情况，并进行合理的设计和优化。

例如，当发现桥面板某一局部区域的应力过大时，可以采取增大截面尺寸、增加受力钢筋等措施以提高结构的强度。

同时，还可以对桥面板的材料和结构进行优化，以提高材料的各向异性性能，减小局部应力集中。

高速铁路大跨度钢桁拱桥梁轨相互作用

03
高速铁路大跨度钢桁拱桥的梁轨相互作用研究现状和发展趋势：目前，国内外学者对高速铁路大跨度钢桁拱桥的梁轨相互作用进行了广泛的研究，取得了一定的研究成果。未来，随着高速铁路建设的不断发展和跨度不断增加，对高速铁路大跨度钢桁拱桥的梁轨相互作用的研究也将不断深入。
04
梁轨相互作用分析
列车运行对桥梁结构的影响
工程实例的梁轨相互作用控制措施及效果评估
增加轨道稳定性措施，如增加轨道支撑和加强轨道固定。效果评估：采取上述措施后，应进行梁轨相互作用控制效果评估，包括
桥梁挠曲变形的减小程度。
工程实例的梁轨相互作用控制措施及效果评估
01
轨道几何形状的改善程度。
02
列车运行稳定性的提高程度。
07
研究结论与展望
梁轨相互作用的力学模型和计算方法
梁轨相互作用力学模型
梁轨相互作用力学模型包括桥梁结构、轨道结构和轮轨接触模型。常用的模型有有限元模型、传递矩阵模型和边界元模型等。
梁轨相互作用计算方法
梁轨相互作用的计算方法包括解析法、数值法和实验法。解析法通过建立数学模型对问题进行求解，数值法通过计算机模拟进行求解，实验法则通过实际试验进行验证。
研究内容和目的
• 本研究旨在通过理论分析、数值模拟和实验测试相结合的方法，研究高速铁路大跨度钢桁拱桥梁轨相互作用的动力学特性、影响因素及控制措施，为我国高速铁路大跨度钢桁拱桥的设计、施工和运营提供理论支持和技术指导。
02
高速铁路大跨度钢桁拱桥概述
钢桁拱桥的特点和优势
结构轻盈
钢桁拱桥采用钢材建造，较混凝土结构更加轻盈，有利于减少桥
高速铁路大跨度钢桁拱桥的梁轨相互作用控制关键技术

大跨多线高速铁路钢桁拱桥车—桥振动安全预警研究

大跨多线高速铁路钢桁拱桥车—桥振动安全预警研究赵瀚玮;丁幼亮;李爱群;王蔓亚;刘华;岳青【摘要】Based on the health monitoring system of the Nanjing Dashengguan Yangtze River Bridge,the vibration responses of the long-span multi-track railway bridge are online identified under the operation conditions of G-series high-speed train.According to the features that the vibration acceleration amplitude of the long-span multi-track railway bridge has significant peak at one or more train-speed points,a safety early warning method of vehicle-bridge vibration is put forward using wavelet packet decomposition and interval estimation theory.Based on the correlation features between the amplitude of bridge vibration acceleration response and the speed of G-series high-speed train under different operation conditions,the median line on the coordinates of bridge acceleration amplitude versus train speed is gained using wavelet packet decomposition method which reflects the amplitude of bridge vibration acceleration varying with train speed.The fluctuation interval of acceleration amplitude around the median line is obtained using interval estimation theory which reflects the influence of the carrying capacity of train on in-service bridge,track irregularity,and other random factors on the vehicle-bridge vibration.Finally,the safety early warning of vehicle-bridge vibration is achieved for the in-service long-span multi-track steel-truss-arch high speed railway bridge based on the median line of acceleration amplitude versus train speed and the fluctuation interval ofacceleration amplitude.%基于南京大胜关长江大桥健康监测系统,对高速列车行车工况下大跨多线铁路桥梁的振动响应进行在线识别.根据大跨多线铁路桥振动加速度幅值会在1个或多个车速点存在明显峰值的特征,提出基于小波包分解法和区间估计理论的车—桥振动安全预警方法.依据不同行车工况下桥梁振动加速度响应幅值、高速列车车速的相关性,采用小波包分解法提取反映桥梁结构振动加速度幅值随车速变化的桥梁加速度幅值在列车车速坐标上的中值线;采用区间估计理论,得到反映桥梁运营过程中桥上列车载客量和轨道不平顺状况等随机因素对车—桥振动影响的桥梁加速度幅值围绕中值线的波动区间;最终基于加速度幅值—车速中值线和加速度幅值波动区间,实现运营中大跨多线高速铁路钢桁拱桥车—桥振动性能的安全预警.【期刊名称】《中国铁道科学》【年(卷),期】2018(039)002【总页数】9页(P28-36)【关键词】大跨多线钢桁拱桥;桥梁健康监测;车—桥振动;小波包分解;区间估计;安全预警【作者】赵瀚玮;丁幼亮;李爱群;王蔓亚;刘华;岳青【作者单位】东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏南京210096;东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏南京210096;北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心,北京100044;东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏南京210096;中铁大桥勘测设计院集团有限公司,湖北武汉430050;中铁大桥勘测设计院集团有限公司,湖北武汉430050【正文语种】中文【中图分类】U448.13;U448.22+4大跨高速铁路桥梁是我国高速铁路干线上的关键工程，钢桁拱桥以其刚度大(相对于同等跨径的斜拉桥和悬索桥)、造型优美、跨越能力强(相对于连续梁桥和连续刚构桥)的特点在建造高速铁路干线上的跨江、跨河大桥时被广泛选用。

88 m简支钢-混凝土组合桁架梁桥设计

88 m简支钢-混凝土组合桁架梁桥设计续宗宝【摘要】下承式钢桁组合桥具有跨度大、建筑高度低、刚度大、噪声小、施工快捷等优点.介绍了浈江特大桥1×88 m下承式钢-混组合梁的整体设计思路,详细说明了钢-混组合梁的构造设计和材料选择,重点阐述了钢-混组合梁的设计,模拟施工阶段对钢-混组合桥进行了计算.【期刊名称】《铁道建筑技术》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P19-23)【关键词】下承式钢桁组合梁;预应力混凝土;PBL键;有限元【作者】续宗宝【作者单位】中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600【正文语种】中文【中图分类】U442.5由于国家经济和战略发展的需要，某些新建铁路往往需要跨越既有铁路。

由于桥下受列车及净空限制，桥上受线路坡度限制，下承式钢桁梁桥成为首选桥型。

钢桁梁桥面系的设计对整体刚度、结构耐久性以及对行车安全和舒适十分重要[1]。

实际的钢桁梁设计中，使用较多的桥面结构形式有如下3种[2]：(1)纵横梁混凝土桥面板体系；(2)密横梁混凝土桥面板体系；(3)密横梁钢桥面板体系。

铁路钢桥若采用混凝土桥面，混凝土桥面几乎不可能参与桁架体系的受力作用。

若采用密横梁钢桥面板体系，结构刚度相对较弱，噪声大。

下承式钢-混预应力组合桁架桥相比明桥面，可以采用有砟桥面，降低噪声，提高桥梁的自重，改善结构的动力性能，减少维修工作量。

法国高速铁路在跨越河流和高速公路时，采用了下承式钢桁结合桥。

日本新干线上也有多处采用下承式钢桁结合桥[3]。

“钢-混预应力组合桁梁”作为一种新型的结构形式，克服了普通混凝土桥面不参与受力的缺点，通过预应力钢束将下弦杆的一部分轴力由预应力钢束承担，转而施加给混凝土桥面板。

通过设置合理的预应力钢束布置形式，随着下弦杆的轴力变化而在全桥范围均匀变化[4]。

新建铁路赣韶线韶关疏解线与京广铁路相交处，采用上跨京广铁路形式。

桥址地形较平坦，但跨越建筑物众多，地物复杂。

钢-混凝土组合梁桥桥面板活载受力分析

钢-混凝土组合梁桥桥面板活载受力分析成权【摘要】依据国内外相关规范，采用有限元的方法计算了钢-混凝土组合梁桥桥面板活载的受力特性，并通过对计算结果的分析比较，得出了一些有意义的结论，为钢-混凝土组合梁桥桥面板的设计提供了参考借鉴。

%According to domestic and foreign related standards,this paper calculated the force characteristics of steel-concrete composite beam bridge deck live load using the finite element method,and through the comparison and analysis on the calculation results,obtained some signifi-cant conclusions,provided reference for the design of steel-concrete composite beam bridge deck.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2014(000)033【总页数】2页(P161-162)【关键词】钢-混凝土组合梁;桥面板;活载;有限元【作者】成权【作者单位】大连市市政设计研究院有限责任公司，辽宁大连 116011【正文语种】中文【中图分类】U441.2钢—混凝土组合梁桥作为一种桥梁结构形式，被广泛的应用在城市桥梁中。

主梁为钢结构，桥面板为混凝土结构。

主梁与混凝土桥面板之间靠剪力键连接，能够使桥面板与主梁共同参与受力。

组合梁桥结构增大了截面的刚度，减少了主梁的用钢量。

桥面板通过剪力键作用在主梁上，其边界条件不是固接，而是弹性支撑的连续板。

要精确分析混凝土桥面板的活载受力特性比较复杂。

本文通过有限元的分析，以及采用国内外的规范，对混凝土桥面板的活载受力分析结果进行对比，为钢—混凝土桥面板设计计算提供参考依据。

铁路钢桁梁桥结构校验系数研究

铁路钢桁梁桥结构校验系数研究邓蓉【摘要】以2座铁路钢桁梁桥的试验数据为基础,介绍钢桁梁结构校验系数通常值的适用条件及其特点,研究桥梁的理论内力和变形与平面、空间计算模型的相关性,分析钢桁梁挠度实测校验系数,杆件和纵、横梁应力实测校验系数的特征,提出利用实测的应力、挠度和结构校验系数定量评价桥梁强度和刚度的方法.研究结果表明:钢桁梁桥检定试验宜采用空间模型计算杆件的内力和结构变形,并由此得到结构校验系数;现有简支钢桁梁的结构校验系数通常值不适用于连续钢桁梁;采用结构校验系数换算求得设计活载下的杆件应力和桥梁挠度,可较为准确地评价桥梁结构的强度和刚度.研究结论可供相关单位桥梁检定和规范修订时参考.%Based on the test data of two railw ay steel truss girder bridges,the applicable conditions and characteristics of the usual value of structural verification coefficient of railway steel truss girder bridge were introduced in this paper. The relationships between the theoretical force and deformation of bridge and the calculation model of plane and space were studied. The characteristics of the measured deflection verification coefficient of steel truss girder and the stress verification coefficient of member,transverse beam and longitudinal beam were analyzed. The method for quantitative evaluation of bridge strength and stiffness by using measured stress,deflection and structural verification coefficient was proposed. The results show that the space model should be used to calculate the internal force, structural deformation and structural verification coefficient of steel truss bridge for verification test. The structural verification coefficient of the existing simplysupported steel truss girder is not suitable for continuous steel truss girder. The stress of member and the deflection of bridge under live load are obtained by the conversion of the structural verification coefficient to accurately evaluate the strength and stiffness of the bridge structure. The research conclusion can be used as reference for bridge verification and specification revision by relevant departments.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】6页(P1-6)【关键词】铁路桥梁;校验系数;试验研究;钢桁梁;应力;挠度【作者】邓蓉【作者单位】中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京 100081【正文语种】中文【中图分类】U448.21+1荷载试验是对服役桥梁结构承载能力和运营性能评定的最有效、最直接的方法。

大跨度钢桁梁铁路斜拉桥刚度参数敏感性分析

大跨度钢桁梁铁路斜拉桥刚度参数敏感性分析李永乐;苏茂材;王士刚;陈克坚【摘要】Aiming at the design of a long-span cable-stayed railway bridge,the effects of the stiffnesses of girder, cables and auxiliary piers on the bridge structure and the runing performance of vehicles were analyzed.It is shown by the analysis results that the increase of truss width can significantly increase the lateral bending stiffness of the bridge,but has a limited impact on train running performance.Increasing the truss height or cable cross section area can notably increase the fundamental vertical bending frequency and reduce the response of vehicle-bridge systems.Local bridge deck system contributes slightly to the overall bridge stiffness and has a limited impact on the vehicle response.Auxiliary pier can improve the vertical stiffness of the bridge,reduce the vehicle vertical acceleration and the vertical rotation angle at girder ends.%针对某大跨度钢桁梁铁路斜拉桥方案，采用变化结构刚度方法研究梁、索、辅助墩等构件刚度对桥梁结构及行车性能影响。

桥梁工程2期末考试题库及答案

名词解释1组合梁桥组合梁桥是指采用剪力连接件将钢板梁、钢箱梁、钢桁梁等构造构件和钢筋混凝土结合成组合截面而共同工作的一种复合式构造2.容许应力法容许应力设计是对加劲梁的刚度和布置等作详细的构造规定，并在容许应力中考虑加劲肋的刚度和局部稳定的影响3.钢桁架桥钢桁架桥是一种介于梁与拱之间的一种构造体系，它是由受弯的上部梁构造与承压的下部柱整体结合在一起的构造。

由于梁和柱的刚性连接，梁因柱的抗弯刚度而得到卸荷作用，整个体系是压弯构造，也是有推力的构造。

4.横向联结系横向联结系是指为了增加桁梁桥的抗扭刚度并提高横断面的稳定性，以确保各片主桁架共同受力而在主桁的竖杆平面设置的横向联结系。

5.钢箱梁桥钢箱梁桥是指主梁为薄壁闭合截面形式的梁桥1.钢板梁桥钢板梁桥是指由钢板焊接、栓接或铆接，形成工字形的实腹式钢梁作为主要承重构造的桥梁2.纵向联结系纵向联结系为与桥面平行的主梁间的连接构造，当桥面板为平坡时,纵向联结系为水平面纵向联结系为与桥面平行的主梁间的连接构造，当桥面板为平坡时,纵向联结系为水平面的构造,故又将纵向联结系构造称为水平联系。

纵向联结系有上平联和下平联，上平联设置于上翼缘附近的腹板，下平联设置于下翼缘附近的腹板。

于上翼缘附近的腹板，下平联设置于下翼缘附近的腹板。

3.主桁架主桁架是钢桁梁桥的主要组成局部,它由上弦杆、下弦杆和腹杆组成。

4.剪力连接件剪力连接件是保证钢梁与混凝土翼缘板共同工作的关键元件,合理平安地确定其抗剪承载力对组合梁的设计和保证其整体工作性能至关重要5.半概率极限状态设计法半概率极限状态设计法，根据不同何载和材料与构件的统计特性，米用分项平安系数表小,所以,该方法也被称为荷载分项系数设计法一、单项选择题1.与混凝土桥相比，以下哪一项不是钢桥的优点？〔D〕(A)抗拉、抗压和抗剪强度均较高(B)便于运输和拼装(C)适于承受冲击和动力荷载(D)更经济、造价低2.在设计主桁架的〔D〕时，应考虑横向框架的影响。