高速列车振动及其对铁路桥梁的影响分析

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公路路基下穿高速铁路桥梁施工影响分析

公路路基下穿高速铁路桥梁施工影响分析摘要：随着我国经济的发展，公路交通量增大，载重提升，同时，在城镇化进程不断加快的时代背景下，公路桥梁工程规模和数量不断增多，同时，随着我国交通基础设施的不断建设，公路和高速铁路的交叉工程已呈现日益增多之势。

公路施工过程中产生的土体开挖与回填会对周边的铁路桥梁产生扰动，使之产生不均匀沉降或水平变形等，危害铁路的运营安全。

因此，在进行涉铁段的公路设计时，应全面调查铁路现状，充分考虑公路的建设施工条件，对下穿设计方案进行合规性审查以及施工工况的安全评估，保证铁路的变形沉降值满足规范要求。

基于此，本文主要对公路路基下穿高速铁路桥梁施工影响进行分析，详情如下。

关键词：公路路基；下穿高速铁路桥梁；施工影响引言随着我国城市建设的快速发展，越来越多的新建城市公路需下穿既有铁路桥梁。

对于城市公路下穿普速铁路桥梁，目前没有专门规范，工程实践中一般参照上述规范。

工程实践表明，一般情况下，运营的普速铁路对墩台的位移限值比高速铁路大，下穿工程采用路基形式造价更低，故在工程实践中一般优先考虑采用路基形式下穿是否满足要求，这就需要结合场地地质条件，计算分析路基在工程开挖、换填、路面施工和公路运营阶段等对普速铁路桥墩位移的影响，进而判断路基形式是否满足工程要求；若不满足，则再考虑桩板结构等对铁路桥墩位移影响更小的方案。

1公路路基下穿高速铁路桥梁概述铁路，尤其是高速铁路，具有高速、高可靠性、高舒适性和高安全性的特点。

因此，列车的安全运行对铁路的线形和轨道的平稳性有很高的要求。

公路下穿既有铁路桥梁施工，改变了桥下桩基础与桥下土体的平衡状态，使桩基础受到附加应力的作用，进而引起桥梁上部结构的沉降和水平位移。

因此，公路下穿铁路时，公路的建设和运营必然会给铁路的安全运营带来隐患。

因此，公路、铁路交叉方案的设计与施工非常重要。

2公路路基下穿高速铁路桥梁施工技术2.1公路设计安全控制措施公路设计安全控制措施:一是考虑公路长期运营安全，建议公路下穿高速铁路位置采用桩板结构设计方案；二是高速铁路影响区域内（20m）不应使用高压旋喷桩进行地基处理；三是挖方路基不应超挖，路基坡脚不允许侵入高速铁路桥墩，且净距大于3米，不满足部分建议在影响范围内调整路幅设计宽度；四是下穿段应采用集中排水方式，引出铁路保护区外20m，且不得在高速铁路影响区范围设置集水井和排水总管，管线与高速铁路桥梁承台边缘的水平净距不宜小于3m；五是公路应在高速铁路影响范围内设置防撞护栏，防撞护栏基础设计应满足稳定性要求。

高速铁路列车对既有结构的动力影响分析

１计算分析方法
本文研究背景中既有铁路桥及新建桥
尽管两桥相距很近，新桥桩基础和但旧桥扩大基础之间无结构联系，存在两不桥梁静力相互作用的可能性，桥对旧桥新的影响以动力影响为主。由于高速旅客列车对桥梁施加的作用力以竖向为主，两且桥相邻部分为直线区段，车匀速通过，列可只考虑新桥垂向振动对旧桥的影响，忽而略横向和纵向作用力的贡献。时，桥为同新柱桩基础，向力作用面分别在地面以下竖２ｍ～３ｍ的承台底和地面以下２ｍ～３ｍ的５５桩底；旧桥为扩大基础，向力作用面在地竖面以下３～５ｍｍ的基底。因此可认为新桥动力作用对旧桥的影响，要体现在其对旧主桥基础的影响。言之，换如新桥列车通过时旧桥基础的振动未超出其常见振幅，可则认为新桥对旧桥的影响不致引起旧桥的安全问题。采用车辆动力计算与现场实测相结合的方式进行分析和评估，步骤如下：１计其（）算列车通过桥梁时的轮轨间竖向相互作用力；２由桥上列车作用力，（）计算桥梁基底作用力；）聚能力锤敲击新桥桥墩位置处，（以３实测旧桥临近墩承台顶的三方向振动状态，算新线桥承台至既有线承台之间的推振动传递规律；４￣用前三步之研究结果，（）１Ｊ

高速铁路桥梁路段地面环境振动衰减特性研究

第３２卷第６期
２０１３年１２月
四
川
环
境
Ｖｏ１．３２．ＮＯ．６
ＳＩＣＨＵＡＮＥＮＶＩＲ０ＮＭＥＮＴ
Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０１３
・
试验研究・
高速铁路桥梁路段地面环境振动衰减特性研究
ＤＯＮＧＨａｉ — ｓｈａｎ，ＺＨＯＵＱｉｎｇ，ＨＥＹｕ－ｌｏｎｇ，ＹＡＮＧＬｉ — ｚｈｏｎｇ，ＤＥＮＧＪｕｎ
（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｉｇｈｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ；ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ
Ｎｏ．２４７ｐｉｅｒｏｆｔｈｅｂｉｒｄｇｅｓｅｃｔｉｏｎｓｏｎＢｅｉｊｉｎｇ — ＴｉａｎｊｉｎＩｎｔｅｒｃｉｔｙＲａｉｌｗａｙ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅｔｅｓｔｄａｔａ．ｔｈｉｓ

高速列车运行引起桥梁振动模拟分析研究

１引言
高速铁路相对于其它运输方式，主要具有高时效性和高舒适性的特点。我国为了不断提高铁路的运营效益，适应不断提高的人民生活水平的匹配需要和社会发展的要求，一直大力发展高速铁路 … 。随着我国高速铁路的迅猛发展，高速铁路系统安全性问题，特别
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｉｄｅｉｎｒｇｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｄｕｅｔｏｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｔｒａｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａｉｎｆｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆ“ｖｅｈｉｃｌｅ — ｔｒａｃｋ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ” ｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄａｆｏｒｅｃａｓｔｍｅｔｈｏｄｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｆｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｂｒｉｄｇｅ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ，ｂａｓｅｄｏｎｗｈｅｅｌ — ｒａｉｌｃｏｕｐｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄｕｎｅｖｅｎｓｐｅｃｔｒｕｍｔｈｅｏｒｙ，ｉｓｔｏｇｅｔｉｍｐａｃｔｌｏａｄｏｆｔｒａｉｎｔｏｂｉｄｒｇｅｂｙｃｒｏｓｓｉｎｇｉｔｅｒａｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｒｅａｌｉｚｅｔｈｅａｃｃｕｒａｔｅｆｏｒｅｃａｓｔｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｅｌｅｖａｔｅｄｉｎｆｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅ１．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｆｏｒｅｃａｓｔｍｅｔｈｏｄｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ — ｓｐｅｅｄｔｒａｉｎ；ｂｉｄｒｇｅ；ｓｔｕｃｒｔｕｒｅｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ

高速铁路防灾减灾能力分析及其改进方案研究

高速铁路防灾减灾能力分析及其改进方案研究高速铁路是一种高效便捷的交通运输方式，但在面临灾害风险时，其防灾减灾能力显得尤为重要。

本文将对高速铁路的防灾减灾能力进行分析，并提出相应的改进方案。

一、高速铁路防灾减灾能力的分析高速铁路面临的主要灾害风险包括地震、洪水和山体滑坡等自然灾害，以及恶劣天气条件和火灾等人为因素。

要分析高速铁路的防灾减灾能力，首先需要了解其存在的薄弱环节。

1. 地震风险地震可能对高速铁路和其设施造成巨大破坏，导致列车脱轨和设备故障。

高速铁路的桥梁、隧道和信号系统等关键结构需要进行抗震设计和加固，以确保其在强震时具备足够的稳定性和韧性。

2. 洪水风险洪水对高速铁路的影响包括铁路路基被冲毁、桥梁被冲垮和附近地面决口等。

高速铁路的设计和建设应考虑附近水流情况，并采取相应的防洪措施，如构建雨水排放系统和设置堤坝等。

3. 山体滑坡风险山体滑坡可能导致高速铁路被掩埋，严重威胁列车的安全运行。

高速铁路建设应避免潜在的滑坡区域，并进行地质勘探和监测，以及采取防护措施，如设置挡土墙和施加榆钢销等。

4. 恶劣天气和火灾风险恶劣天气和火灾可能导致高速铁路的疏散和停运。

高速铁路需要考虑气象条件，并设置相应的安全设备，以确保列车在恶劣天气下的运行安全。

此外，防火措施也应加强，包括定期消防检查和培训等。

二、高速铁路防灾减灾能力的改进方案为了进一步提高高速铁路的防灾减灾能力，以下是一些改进方案的建议。

1. 强化抗震措施在高速铁路的设计和建设中，应加强抗震性能和韧性。

这包括采用抗震设计和施工技术，以确保高速铁路在地震时有足够的稳定性。

此外，应加强地震监测和预警系统的建设，提前发现并采取相应的措施。

2. 加强水灾防治对于高速铁路沿线容易受到洪水威胁的区域，应加强水灾防治措施。

这包括提高铁路路基的抗洪能力，加固桥梁和设施，以及建设防洪堤坝和排水系统等。

3. 提高山体滑坡防护能力对于高速铁路经过潜在滑坡区域的路段，应进行仔细的地质勘探和监测。

列车-桥梁耦合系统非线性随机振动分析

列车-桥梁耦合系统非线性随机振动分析晋智斌;李小珍;朱艳;强士中【摘要】在轨道不平顺激励下,列车过桥时发生车-桥耦合振动.由于轨道不平顺激励源是随机过程,而轮轨接触关系又是非线性的,因此,车-桥耦合振动属于非线性随机振动问题.用统计线性化方法分析车-桥非线性随机振动.轮轨接触几何关系用5个非线性函数描述,推导车-桥系统非线性振动方程.对车-桥非线性振动方程中的非线性函数进行统计线性化,得到时变的线性车-桥耦合振动方程.用虚拟激励法求解线性车-桥系统的随机响应,提出一种"显式"统计线性化方法,该法在每个时间步均无需作统计线性化迭代.最后,用Monte Carlo法验证了车-桥统计线性化随机振动分析方法具有较高的精度.算例表明,轮轨非线性接触对车辆和桥梁的随机响应影响很大,车-桥随机振动分析应合理考虑轮轨非线性接触.%Due to the excitation from the rail irregularity,the vehicle-bridge coupling vibration occurs when rail-way trains traverse the bridge.Since the rail irregularity is random process,and the wheel-rail contact is non-linear,the railway vehicle-bridge dynamic interaction should be classified as the random vibration of nonlinear systems.This study analyzed the nonlinear vehicle-bridge random vibration using the statistical linearization method.This nonlinear wheel-rail contact was described by five nonlinear functions for each wheel-set,and the nonlinear vehicle-bridge equation was derived.By linearizing the nonlinear functions in the vehicle-bridge equa-tion,the linear time variant vehicle-bridge equation was obtained.Then the random responses of the linearized equation were calculated using the PEM method.An explicit linearization method was introduced to cancel thelinearization iteration at each integration step of the time-variant system.The proposed method was validated by comparing with Morte Carlo simulations.Case studies show that omitting the nonlinear interaction may in-duce significant errors both in responses of the vehicle and bridge,thus the nonlinear wheel-rail contact should be accounted properly in the random analysis of vehicle-bridge dynamic interactions.【期刊名称】《铁道学报》【年(卷),期】2017(039)009【总页数】8页(P109-116)【关键词】列车-桥梁耦合系统;非线性随机振动;轮轨接触;统计线性化【作者】晋智斌;李小珍;朱艳;强士中【作者单位】西南交通大学土木工程学院,四川成都 610031;西南交通大学土木工程学院,四川成都 610031;西南交通大学土木工程学院,四川成都 610031;西南交通大学土木工程学院,四川成都 610031【正文语种】中文【中图分类】U24;O324为保证列车过桥时的行车安全性和乘坐舒适性，高速铁路桥梁需作车-桥耦合振动分析。

铁路桥梁抗风设计与分析

铁路桥梁抗风设计与分析在现代铁路交通的发展中，铁路桥梁作为重要的基础设施，承担着保障列车安全、稳定运行的关键任务。

而风作为一种自然力量，对铁路桥梁的影响不可小觑。

因此，铁路桥梁的抗风设计与分析显得尤为重要。

风对铁路桥梁的作用是多方面且复杂的。

强风可能导致桥梁结构的振动，包括横向振动、竖向振动以及扭转振动。

这些振动如果超过一定限度，就会影响桥梁的安全性和使用性能，甚至可能引发结构的破坏。

此外，风还会对行驶中的列车产生侧向力，影响列车的运行稳定性和安全性。

在进行铁路桥梁抗风设计时，首先要对桥梁所在地区的风环境进行详细的调查和分析。

这包括收集当地的气象数据，了解风速、风向、风的湍流特性等信息。

通过这些数据，可以评估风对桥梁可能产生的影响程度，为后续的设计提供基础。

桥梁的外形和结构形式对其抗风性能有着重要影响。

流线型的桥梁截面通常具有较好的抗风性能，因为它们能够减小风的阻力和升力。

例如，箱梁结构在铁路桥梁中应用广泛，其良好的气动外形有助于降低风的作用。

同时，合理的结构布置，如增加桥梁的横向刚度和扭转刚度，也能够提高桥梁的抗风能力。

在抗风设计中，材料的选择也是一个关键因素。

高强度、轻质的材料可以减轻桥梁的自重，从而降低风对桥梁的作用力。

同时，材料的耐久性和抗疲劳性能也需要考虑，以确保桥梁在长期的风荷载作用下能够保持良好的性能。

对于大跨度铁路桥梁，风致振动的控制是抗风设计的重点和难点。

常见的风致振动控制措施包括设置风屏障、安装调谐质量阻尼器（TMD）或液体粘滞阻尼器等。

风屏障可以改变风的流动特性，减小风对桥梁和列车的作用。

阻尼器则通过消耗振动能量来抑制桥梁的振动。

在进行抗风分析时，通常会采用数值模拟和风洞试验相结合的方法。

数值模拟可以快速地对不同设计方案进行初步评估，预测风对桥梁的作用。

而风洞试验则能够更准确地模拟实际的风环境，获取桥梁在风作用下的力学响应。

通过对试验和模拟结果的分析，可以对设计方案进行优化和改进。

秦沈客运专线常用跨度桥梁的动力分析_黎国清

文章编号:1001-8360(2002)01-0104-05秦沈客运专线常用跨度桥梁的动力分析黎　国　清(铁道科学研究院科学技术处,北京　100081)摘　要:铁路列车通过桥梁时将引起桥梁结构的振动,而桥梁的振动又反过来影响列车的运行,其中线路的轨道不平顺对列车和桥梁的振动起很大作用,这种相互作用、相互影响的问题就是列车-线路-桥梁耦合振动问题。

随着列车速度的提高,桥梁的动力特性和列车运行安全性与舒适性在设计桥梁时必须加以充分考虑。

本文利用160km/h、200km/h、300km/h三种等级的列车参数以及对应的轨道不平顺波,综合考虑列车-线路-桥梁的共同作用。

全面分析秦沈客运专线设计过程中的62种不同设计方案的桥梁,评价以上桥梁动力特性及列车走行性,为客运专线桥梁设计提供技术依据,其中有27种方案经有关单位审查后在秦沈客运专线中使用。

关键词:客运专线;桥梁;动力分析中图分类号:U448.212 文献标识码:ADynamic analysis of general bridges for Qin-Shen passenger railwayLI Guo-qing(R&D M anag ement Department,China Academy of Railw ay Science,Beij ing100081,China)Abstract:Bridg es under m ov ing v ehicle loads produce v ibratio n having an effect on the v ibratio n of vehicles at the same time,and the track irreg ula rity affects the vibra tio ns of bo th bridg e a nd v ehicle.This is called“vehi-cle-track-bridg e coupling vibration”.With the increase of train speed,it must be co nsidered that the ride com-for t creteria a nd train operation safety including load reductio n coefficient ratio w hen desig ning bridge.In this paper,parameters o f three kinds of passeng er trains who se v elocity is160o r200or300km/h a re used,a nd different track ir reg ularity is picked o ut.By using these parameters and track irreg ula rity,62type bridg es o n design tim e fo r Qin-Sh en passeng er railway a re analysed roundly.To provide technical g ro und fo r design of pas-senger railway,this paper appraise dy namic character of these bridg es and train running perfo rmance.After ex-amined by co rrelative sections,27type bridg es a re made use of Qin-Shen passeng er railw ay.Keywords:dedicated pa ssenger railw ay;bridg e;dynamic a nalysis 秦沈客运专线是我国修建的第一条设计时速200 km的客运专线,桥梁动力分析是客运专线桥梁设计的关键技术。

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高速列车振动及其对铁路桥梁的影响分析
随着社会的快速发展，交通运输事业也得到了迅速发展和进步。

高速列车的运营，极大提高了人们的出行效率，但是同时也带来了很多问题和挑战。

高速列车行驶时会产生较大的振动，这种振动有可能会对铁路桥梁的实际运行造成影响，甚至可能会导致桥梁的倒塌。

因此，了解高速列车振动及其对铁路桥梁的影响，对保证其安全运营至关重要。

本文将简要分析正常情况下的高速列车振动及其对铁路桥梁的影响，并探讨一些减少高速列车振动的方法。

一、高速列车振动的形成原因
高速列车振动的形成原理主要是因为列车在行驶时，轮胎与轨道之间在接触时会产生滑动，滑动摩擦会将动能转化为热能，同时也会造成冲击和振动。

在高速列车行驶时，车辆悬挂系统对车厢进行支撑，其作用是缓解车辆的震动和冲击，减小车体对乘客和铁路桥梁所产生的影响。

二、高速列车振动对铁路桥梁的影响
高速列车通过桥梁时所产生的振动，通常会成为桥梁损坏或开裂的重要原因之一。

高速列车行驶过程中的冲击和振动力会在桥梁结构中引起一定的位移和应力变形，这样长期下来就可能导致桥梁结构产生疲劳损坏。

如果高速列车经过的桥梁本身就存在一定的结构缺陷，那么振动的影响将会更为严重。

如果品质不好的桥梁长时间受到高速列车的振动，就有可能发生倒塌等事故，危及旅客和铁路运行的安全性。

三、减少高速列车振动的方法
为了避免高速列车振动对铁路桥梁的损坏和影响，可以从以下几个方面入手：
1、加强铁路桥梁建设：在建造桥梁时，应该充分考虑高速列车的运行特点和
振动强度情况，并结合桥梁的材料性能、工程施工以及环境因素等因素进行科学的设计。

2、增强铁路桥梁维护：对于已经建立的桥梁，应该根据规定及时进行检查和
维护工作。

检查的同时还要对桥梁存在的问题进行及时修缮，保证桥梁的安全性能。

3、提高列车悬挂系统的性能：列车悬挂系统的作用是缓解车辆的震动和冲击，因此加强悬挂系统的性能可以有效地减少列车振动对铁路桥梁的影响。

4、经常检测铁路桥梁状态：经常性的检测铁路桥梁的状态，可以有效的发现
潜在的桥梁问题，及时进行维修和更换。

同时，通过对铁路桥梁情况的评估可以提出改善方案，有助于减少高速列车对铁路桥梁的振动影响。

总之，高速列车振动对铁路桥梁的影响不可忽视。

我们要采取有效的技术手段
和管理措施，保证铁路桥梁的安全运行。

在高速列车振动研究中，应注重建立高速列车振动模型和铁路桥梁模型，从而更全面地分析高速列车振动的影响，为解决高速列车振动问题提供科学依据。