超重货物列车通过桥梁安全性探究

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1、超重货物列车通过桥梁安全性探究　　摘要从桥梁的实际承载能力和实际通行状况着手，结合结构有限元软件对铁路长大货物车通过桥梁时承载能力进行检算，从而对列车通行提出合理的限制要求并指导桥梁的维修加固及设计。关键词：铁路桥梁、超重列车、承载能力中图分类号：U445文献标识码：A引言随着我国经济和国防事业的蓬勃发展，超重、超大设备的长距离运输已不可避免，因此对交通运输能力提出了更高的要求。铁路作为一种重要的交通运输方式在国民经济中的作用越来越明显。铁路桥梁作为铁路运输的咽喉部位，正在经受着越来越严峻的考验。因此为促进国家发展及国防建设的

2、顺利进行以及保证超重部件长途运输的安全性，必须对一些重要线路的铁路桥梁进行超重货物列车通过时的承载能力检算。进而指导桥梁的维修加固或对超重列车过桥制定相应的限制措施。1检算原理6桥梁的检定承载能力应以桥梁的检定承载系数表示。为结构所能承受的荷载相当于中华人民共和国铁路标准活载（中—活载）的倍数。当≥1时，表示桥梁承载能力满足标准活载的要求；当＜1时，桥上容许通过的运行活载，必须满足：式中：Q为运行活载的“活载系数”；为桥梁构件的容许换算均布活载；为标准活载的换算均布活载，计入动力系数；为运行活载的换算均布活载，计入相应的动力系

3、数。桥梁检算内容包括桥梁的上部结构、支座及下部结构。2铁路长大货物车型号及超限货物等级划分依据《铁路超限超重货物运输规则》，按活载系数Q长大货物车分为三个等级：一级超重：1.001.09。超重货物分级见表1所示。表1超重货物分级表注：以上均为货物装载无偏心情况。长大货物车荷载加载方式按照《中国铁路长大货物车使用手册》的相关规定执行。3工程实例3.1工程概况6枣树沟1号大桥位于半径1600米的圆曲线和缓和曲线上。本桥桥台采用T形桥台，桥墩采用圆端形实体桥墩，基础采用钻孔灌注桩基础。为铁路单线桥梁。以D2车一级超载通过时为例进行检

4、算。桥梁布置形式如图1所示。(1)跨径布置：11-32m梁桥，全长374.9m；　　(2)设计行车速度：旅客列车设计行车速度为120Km/h；(3)地震动峰值加速度：0.20g，地震动反应谱特征周期0.45s；(4)设计荷载：中—活载。图1枣树沟1号大桥3.2有限元模型全桥均采用梁单元模拟受力。利用Midas/civil2011建立全桥有限元模型，T梁有限元模型见图2。图232m预应力钢筋混凝土简支T梁有限元模型3.3上部结构检算根据中-活载作用下的内力包络图及《铁路桥梁检算规范》得出结构检算截面：（1）按弯矩检算1/4截面、

5、3/8截面、1/2截面；（2）按剪力检算梁端截面、1/8截面、1/4截面。3.3.1K值计算计算主梁截面极限承载弯矩时计算主梁截面极限承载剪力时式中6—条线路容许换算均布活载（kN/m）；—条线路的主梁片数；，—每一片主梁的极限承载弯矩（）或剪力（）；—条线路上主梁恒载重（kN/m）；—条线路上桥梁计算截面弯矩（剪力）恒载与活载影响线面积（，）；—安全系数。经计算各控制截面的k值如表2所示表2截面k值计算表依据铁路桥梁检定规范中要求，由影响线面积和加载长度通过查表（附录D）得知值。为乘以动力冲击系数。各个截面位置的值见表3。表

6、3截面值计算表应用MidasCivil2011移动荷载追踪器，可得出在车辆最不利位置加载下的各控制截面的内力值。以D2车型一级超载端截面剪力为例进行相关过程计算。　　经MidasCivil自动计算，端截面剪力最大值及最不利加载位置如图3。图3端截面剪力最大值及最不利加载位置图示通过如上过程，可得出在各级车辆最不利加载下的各控制截面的内力值。计算结果汇总如表4：表4截面值计算表63.3.4检算结果和可按下列公式计算：各检定截面、、以经计算得出。检定结果如表5。表5截面、、值汇总表4支座值计算表6支座参数表即支座满足安全条件。5下

7、部结构检算下部结构安全条件为：当时，偏心有足够的安全度，可不必检算荷载偏心承载系数；当满足时，倾覆稳定有足够的安全度，可不必检算整体稳定承载系数；当满足时，滑动稳定有足够的安全度，可不必检算滑动稳定系数。经计算下部结构承载系数即说明墩（台）能通过该运行活载。6检算结论经过检算，枣树沟一号大桥的承载能力满足长大货物列车的通行要求，按相关规定长大货物列车过桥速度不大于60Km/h。结论如表7所示。表7检算结论表6铁路运行安全关系着国计民生，是一个需要引起足够重视的问题。随着社会的不断发展进步，列车的结构及载重能力也在不断的提高，对

8、铁路桥梁的承载能力一次又一次的提出考验。因此，作为桥梁设计及维护单位及相关工作者应该一起高度的重视，根据线路的通行现状及相关检算要求及时对相关桥梁结构进行补强加固，以满足实际通行要求以此确保运输任务的安全顺利完成。参考文献按[1]《铁路桥涵检定规范》（铁运函[2004]120