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轨道交通 槽形梁桥静 动力 特性 研究 综述 展望
收稿日期:20220421;修回日期:20220618基金项目:江西省自然科学基金项目(20202ACB214005)作者简介:吴天群(1981),男,高级工程师,2001 年毕业于同济大学铁道与桥梁工程专业,工学学士,主要从事桥梁设计研究工作,E-mail:17597896 。第 67 卷 第 11 期2023 年 11 月铁 道 标 准 设 计RAILWAY STANDARD DESIGNVol.67 No.11Nov.2023文章编号:10042954(2023)11007608轨道交通槽形梁桥静动力特性研究综述及展望 吴天群1,张智凯2,朱华中3,杨贤亮4,刘全民2(1.南昌铁路勘测设计院有限责任公司,南昌 330002;2.华东交通大学土木建筑学院,南昌 330013;3.中国铁路南昌局集团有限公司,南昌 330000;4.江西地方铁路开发有限公司,南昌 330001)摘 要:槽形梁桥建筑高度低,适用于桥下净空受限的情况,在轨道交通工程中得到了较广泛的应用。为推动槽形梁桥在我国轨道交通行业的研究和应用,亟需系统梳理和总结现有研究成果。首先,回顾了国内外槽形梁桥应用发展情况,讨论现有槽形梁计算模型优势与不足;而后,重点从道床板横向计算、截面应力分布、剪力滞效应等方面对槽形梁受力特性进行总结,并阐述槽形梁温度梯度和车致振动噪声方面的研究现状;最后,提出槽形梁在受力分析、温度梯度、风-车-桥耦合振动等方向的研究建议。研究结果表明:采用简单的梁单元模型难以得到槽形梁桥准确的应力计算结果,而板单元或实体单元模型建立与分析效率较低,因此提出槽形梁桥简化计算模型有效宽度的通用计算方法是今后研究的重点;当前缺乏完全适用槽形梁的温度梯度模式,这是造成设计时不能准确计算其温度应力的主要原因;对于大风频发的山区铁路和沿海铁路,开展风-车-槽形梁桥耦合振动研究,给出不同风速下列车的安全行车速度限值,可为线路安全运营提供重要支撑。关键词:轨道交通;槽形梁;有效宽度;剪力滞效应;温度梯度中图分类号:U239.5;U448.21 文献标识码:A DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.202204210001A Review and Prospect of Static and Dynamic Characteristics of Rail Transit Channel GirderWU Tianqun1,ZHANG Zhikai2,ZHU Huazhong3,YANG Xianliang4,LIU Quanmin2(1.Nanchang Railway Survey and Design Institute Co.,Ltd.,Nanchang 330002,China;2.School of Civil Engineering and Architecture,East China Jiaotong University,Nanchang 330013,China;3.China Railway Nanchang Group Co.,Ltd.,Nanchang 330000,China;4.Jiangxi Local Railway Development Co.,Ltd.,Nanchang 330001,China)Abstract:Channel girders with low structural depth are very suitable with restricted clearance under the bridge,it is widely used in the actual project of rail transit.To promote the research and application of channel girder structure in the Chinese rail transit industry,it is an urgent need to systematically summarize the existing research results.Firstly,the application and development of channel bridges at home and abroad is reviewed,and the advantages and shortcomings of existing calculation models for channel girder are discussed.Secondly,the mechanical properties of channel girder are summarized from the transverse calculation of deck,stress distribution,shear-lag effect,etc.The state of the art of temperature gradient,vibration and noise of channel girder is presented.Finally,suggestions for the stress analysis,temperature gradient,and wind-train-bridge coupling vibration of channel bridges are provided.The research results show that it is difficult to obtain accurate stress calculation results of channel bridges using simple beam models.However the establishment and analysis of model for a channel bridge composed of shell or solid elements is more complex and time-consuming.It is of importance to propose a general formula for the effective width in the simplified calculation of channel bridges.The absence of a temperature gradient model for channel girder resulting in the calculation error of its temperature stresses during design period.For the mountain and coastal railways attacked by strong wind frequently,the provision of running speed limit of trains under various wind speeds is of significance for the safe operation through the wind-train-bridge coupling vibration analysis.Key words:rail transit;channel girder;effective width;shear lag effect;temperature gradient引言槽形梁是由道床板、边梁组成的一种下承式开口薄壁结构,与其他桥梁相比,槽形梁的边梁既可作为主要受力构件,又可抑制轮轨噪声的传播、防止车辆倾覆1,同时能显著降低结构的建筑高度,在线路高程和桥下净空受限的情况下,槽形梁具有很强的竞争力。槽形梁最早应用于 1952 年英国建造的罗什尔汉铁路桥梁,在此之后,槽形梁得以在国外的铁路桥梁和轨道交通桥梁中推广应用。巴黎地铁 13 号线的塞纳河路段采用了预应力槽形梁,法国里尔、智利圣地亚哥和荷兰鹿特丹的一些高架地铁段也均为预应力槽形梁,印度新德里地铁 3 号线近 20 km 的高架路段也成功使用了槽形梁形式,日本也已经形成了相应的槽形梁设计标准。随着我国槽形梁设计理论和施工技术水平的提高,1995 年我国第一座单线铁路连续槽形梁桥 葛水河铁路桥(图 1)的建成,标志着槽形梁的工程应用得到进一步发展。图 1 葛水河铁路桥Fig.1 Geshui river railway bridge在之后的广梅汕铁路畲汕段、天津京山特大桥先后采用了预应力混凝土铁路槽形梁2,京沈高铁饶阳河特大桥以及板石山 2 号桥均成功应用了双线简支槽形梁,且运营多年状况良好。随后在我国城市轨道交通中也陆续使用槽形梁桥,预制预应力混凝土单线槽形梁,又称 U 形梁,第一次在广州地铁 2 号线得到应用,继而在上海、南京、重庆等城市轨道交通高架线(表 1)中得到推广应用3-4。可以看出,国内外对于槽形梁的施工建造技术已经基本完善,槽形梁在铁路和城市交通中得到了长足的发展。但与箱梁相比,槽形梁的抗扭刚度和横向抗弯刚度较弱、中性轴偏低、边梁和道床板结合部位存在应力集中等问题,仍然是影响槽形梁结构安全的重要原因。表 1 轨道交通高架线中槽形梁的应用Table 1Application of channel girders in railway elevated lines序号工程名称建成年份/年1上海轨道交通 6 号线20072上海轨道交通 8 号线南延20093南京地铁 2 号线20104重庆轨道交通 1 号线20115台湾木栅线延伸段20116上海轨道交通 16 号线20137长春轨道交通 8 号线(一期)20188济南轨道交通 R1 线20199深圳轨道交通 6 号线20201 轨道交通槽形梁桥截面形式槽形梁主要由边梁和道床板构成,边梁截面形式主要有 I 形、形(直墙式或斜墙式)、箱形(图 2)以及城市轨道交通 U 形截面,对于道床板一般有板式和箱形截面5。各截面形式及特点见表 2。图 2 槽形梁截面主要形式Fig.2 Cross-sectional shape of the channel girders表 2 各截面形式特点Table 2 Characteristics of different cross-section shapes截面形式优点缺点I 形跨度不大时使用抗扭刚度较小 形(直墙式)两腹板能提供更多空间 形(斜墙式)采用斜墙式边梁,使得梁底宽度大幅减小箱形适用于中、大跨度桥梁,抗扭刚度以及竖向抗弯刚度较好,箱内空间可以充分利用自重较大,道床板横向较宽U 形一般在城市轨道交通中使用,腹板光滑且与道床板交角处应力集中现象有所改善施工较为复杂在槽形梁的工程应用中发现,直墙式边梁和道床板连接处受力较为复杂,容易产生应力集中现象,从而导致混凝土开裂。采用斜墙式边梁可改善连接处受力,但会导致槽形梁顶部过宽,增大工程量。箱形截面边梁在边梁处设置横隔板,不仅可以改善结构受力,同77第 11 期吴天群,张智凯,朱华中,等轨道交通槽形梁桥静动力特性研究综述及展望 时还可以在箱内锚固预应力筋,有着较好的外观效果。当前铁路槽形梁根据线路的类型可以分为双线铁路槽形梁和单线铁路槽形梁。图 3(a)所示为双线铁路槽形梁,相比单线铁路槽形梁,其横向较宽,横向抗弯刚度较弱,桥梁结构中心线与线路中心线不在同一位置,当列车单线通行时由于偏心荷载引起的扭矩对槽形梁受力不利。工程中多采用加大道床板厚度和全跨布置横向预应力筋的方式,但道床板的加厚不仅会使得结构自重增大,还会降低槽形梁截面的中性轴,增大了预应力损失,而且横纵预应力束交叉布置,施工工艺要求较高。之后有人提出关于双线槽形梁新的设计方案,在端支座处的道床板下设置横梁来改善受力,如图 3(b)所示,只在横梁中布置横向预应力束,其他位置道床板厚度相应减小,如上海轨道交通 6 号线就成功采用这种结构形式。图 3(c)为葛水河单线铁路槽形梁桥,单线铁路槽形梁其桥梁中心线和线路中心线重合,可以有效避免由于偏心荷载引起的扭矩。城市轨道交通 U 形梁,如图 3(d)所示,道床板厚度比单线和双线铁路槽形梁的要小,道床板跨度只有双线的一半,采用 U 形截面形式,优化了槽形梁截面内受力情况,很大程度减少了槽形梁的横向弯矩,取消了道床板中横向预应力筋,降低了道床板厚度,极大地减小了槽形梁的自重,上海轨道交通 8 号线、16 号线及南京轨道交通 2 号线等高架段均采用了这种结构形式。还有学者针对槽形梁混凝土易开裂问题提出槽形钢-混凝土组合梁6-7、波纹钢腹板组合槽形梁8-10等结构形式,采用波纹钢腹板能有效解决腹板受剪而发生屈曲的问题,还可以减轻槽形梁自重,但是用钢量相对较大,应用有限。针对槽形梁桥的静力和动力特性,拟从计算模型研究、力学性能研究、温度梯度研究以及振动噪声研究 4 个方面回顾槽形梁国内外研究现状。2 轨道交通槽形梁桥计算模型当前轨道交通桥梁结构趋于大型化,体系趋于复杂化,在对其进行分析时,为便于设计人员能直接按照简单梁理论进行计算,建立简化计算模型,因而提出有效宽度的概念。通常将一定宽度的道床板视为边梁翼缘,与边梁组成计算截面,用材料力学的方法进行简化计算,使按照简化求得的边梁应力及挠度与实际桥梁一致,这个宽度就称之为有效宽度,假设道床板的应力分布在有效宽度内完全相同,如图 4 所示。其中 2be为道床板有效宽度,2b 为道床板宽度,阴影部分为组成的计算截面。需要注意的是,有效宽度的取值要使简化计算和理论计算得到的边梁应力分布基本一致,图 3 不同线路槽形梁截面(单位:cm)Fig.3 Channel girders cross section for different lines(unit:cm)以便能真实地反映道床板中正应力分布的不均匀状况。图 4 有效宽度内道床板与边梁组成的计算截面Fig.4Calculated cross-section consisting of a deck slab and main girder within the effective width铁路桥涵混凝土结构设计规范11中关于箱梁有效宽度的规定是折减系数乘以板的宽度,折减系数主要取决于桥梁的宽跨比。而对于槽形梁的有效宽度,江新元和胡匡璋12提出规范中 T 形截面梁有效宽度的规定对于槽形梁也基本适用;周坚和涂令康13推导了道床板有效宽度的计算公式,并给出了供设计人87铁 道 标 准 设 计第 67 卷员参考的有效宽度折减系数的图表;陆光闾14-15运用能量法提出道床板作为边梁翼缘作用的有效宽度公式,并结合连续槽形梁桥的空间作用分析给出了不同截面处有效宽度折减系数值。当前槽形梁桥的空间分析法主要有解析法和有限元法。一般来说,当桥梁形状规整和边界条件比较简单时,运用解析法16-17可以快速分析桥梁受力状态,而对于工程中的变截面桥梁结构,难以根据实际情况来构建相应的桥梁简化模型。因此,一般采用有限元法并建立有限元模型的方式18-19进行桥梁空间分析。槽形梁结构受力有着显著的空间特性,杆系计算模型很难准确分析槽形梁结构的真实应力状态,因此大多数槽形梁结构分析采用空间板壳计算模型和三维实体有限元模型。司万胜20分析了 3 种计算模型在铁路槽形梁计算中的应用,指出平面杆系计算模型在分析槽形梁受力状态时有很大不足,相比之下空间板壳模型可以准确分析槽形梁在弯扭共同作用下的力学特性;而对于三维实体有限元模型,不仅可以准确反映槽形梁的局部应力情况,还可以分析边梁和道床板结合部的复杂应力情况。基于此,其他学者多使用实体有限元模型进行槽形梁应力和内力的研究。欧阳辉来21通过 ANSYS 中的实体单元建立槽形梁三维模型,分析槽形梁在传力锚固、恒载以及运营阶段的应力和变形,得出槽形梁结构在竖向荷载作用下会发生横向变形,其中边梁上翼缘内倾,相反下缘发生外斜的变形,使得边梁上下翼缘应力呈现出不同的变化规律。张文格等22通过建立三维实体有限元模型,得出运梁过程中的不平衡支撑基本不影响槽形梁跨中截面的横向变形,但对于跨中区域混凝土横向应力和其抗剪性能的影响较大。3 轨道交通槽形梁桥力学性能研究槽形梁是一种复杂的空间板梁组合结构,同时又属于开口薄壁构件,相比上承式结构,其抗扭性能较差、空间受力和变形复杂、构造要求高。因此,需要研究槽形梁的力学性能来保障槽形梁在施工和运营中的安全性和耐久性。国内外学者从应力分布、剪力滞效应、截面设计参数等方面研究了槽形梁的力学性能。3.1 道床板横向计算对于一般的轨道交通梁式桥,混凝土桥面板与主梁共同受力,在横桥向,结构自重、二期荷载、列车活载等会产生横向内力。对于桥面板横向内力计算,一般采用简支梁与连续梁模型。槽形梁为下承式结构,道床板是槽形梁设计的关键要素之一。与上承式桥梁相比,下承式道床板代替了传统的桥面板结构,道床板横向受力的计算跨度增大,导致腹板对道床板的约束作用减弱。同时,槽形梁道床板竖向刚度相对边梁的竖向刚度较小,列车活载直接作用在道床板,再横向传递给两侧的边梁。由此可见,槽形梁的横向受力较为关键,在设计时应充分考虑,防止混凝土由于横向应力过大开裂。李学斌等23通过梁体底板横向静载试验得出跨中和梁端均在底板下缘线路中心线偏外侧腹板处出现最大横向拉应变。江新元和胡匡璋12通过分析单线和双线试验桥中道床板的横向弯矩影响线,认为道床板最大横向弯矩值应该综合考虑恒载以及最不利活载的组合,并且给出了常规计算时的桥中心线和板端的横向弯矩系数。马坤全等24使用有限元分析小半径曲线段铁路槽形梁横向受力情况,得出在活载作用下跨中道床板顶面横向受压,底面横向受拉,且桥梁中心线横向应力远大于板边。何涛25在进行分片式槽形梁设计时,通过三维实体模型分析得出底板最大横向拉应力,进行钢筋混凝土配筋设计。张文格等22分析了在运梁过程中槽形梁的横向受力情况,角隅处横向应力偏大,受力最大位置在道床板下表面。3.2 应力分布研究在荷载作用下,槽形梁受力的空间特征表现为:边梁不仅发生竖向弯曲变形,而且会发生槽口处横向变形。边梁横向位移随着荷载增大而增大,此时槽口逐渐减小,即两侧边梁朝着相对的方向移动。由于弯曲和扭转的共同作用,导致槽形梁边梁的上缘部分应力分布出现不均匀现象;道床板则受纵向弯矩和横向弯矩共同作用,产生双向弯曲;边梁和道床板结合处往往受弯扭共同作用,容易出现应力集中现象26。为提高梁端道床板的承载能力,往往在槽形梁端支座道床板处增加端横梁,该方法在一定程度上减小了端支座处道床板的横向应力,但对跨中道床板的作用并不显著27-28。陈波和赵晓波29采用施加初应变的方式来模拟预应力筋张拉,得出横向预应力筋的布置使得作用在道床板上的荷载向两侧边梁传递,而横纵预应力筋交叉布置,有效避免了道床板与边梁结合处的应力集中现象。3.3 剪力滞效应研究槽形梁边梁位于道床板两侧,荷载作用下的剪力流在由边梁向道床板横向传递的过程中,由于剪切变形会使剪力流出现滞后现象,导致正应力在道床板边缘处最大,桥梁中心线位置处最小。考虑剪力滞效应可真实地反映槽形梁的应力和位移分布情况,而忽略剪力滞的影响会使得槽形梁的实际应力大于设计应力,影响桥梁安全。因此,在槽形梁桥的设计计算和理97第 11 期吴天群,张智凯,朱华中,等轨道交通槽形梁桥静动力特性研究综述及展望 论分析中,必须要充分考虑剪力滞效应的影响。桥梁的剪力滞问题一般采用能量法14,30、势能原理、余能原理13来求解。但对于槽形梁,在进行剪力滞效应计算时,不仅要避免在设计时众多因素的影响,还要避免人为假设和简化模型带来的计算误差,所以采用解析解的方法来计算剪力滞效应有一定困难,而有限元和计算机技术的发展,使得更多学者使用有限元软件来分析槽形梁的剪力滞问题。有限元分析中一般使用剪力滞系数表示槽形梁的剪力滞效应,剪力滞系数=考虑剪切变形最大正应力值/按照初等梁理论计算得出的正应力值。段敬民和钱永久31考虑剪切变形和剪切滞后翘曲应力的自平衡条件,提出了精确分析槽形梁静态和力学性能的方法。韦成龙和李斌32基于最小势能原理提出有限段法,可以分析变截面槽形梁剪切和剪力滞的双重影响。HU 等33对简支梁桥的受力性能进行了理论研究,通过有限元分析验证了理论解的准确性,得出槽形梁整体弯曲和桥面板局部弯曲是引起槽形梁变形和应力的两个主要因素,同时由于剪力滞后效应,槽形梁的最大挠度可以放大到 1.01.2 倍。王淼和顾萍34为计算施工阶段和正常使用阶段槽形梁的力学特性,采用 SAP90 建立了槽形梁实体有限元模型,最终得出道床板的有效宽度和剪滞系数。卫星等35采用有限元法分析了 W 形连续槽形梁在顶推过程中的剪力滞效应。孙大斌36通过建立连续槽形梁的实体单元模型进行剪力滞效应分析,并计算出槽形梁的边支座截面、中支座截面和主跨跨中截面剪力滞系数分别为 1.29、1.30、1.14,所求结果均比箱形截面的规范值要大。3.4 截面设计参数研究槽形梁边梁和道床板设计参数是影响槽形梁力学性能的关键因素之一,因此也有学者在这方面进行了分析研究。梁高增加会增大边梁的截面抗弯刚度,增大边梁承受纵向弯矩的能力,减小跨中截面道床板纵向拉应力、竖向位移37。同时,道床板厚度对槽形梁力学特性的影响也不容忽视,随着道床板厚度增加会使槽形梁的纵向压应力和竖向位移减小,相反会增大截面的横向应力38。可以看出,相比道床板厚度增加,边梁高度对力学性能的改变更为重要,但梁高受建筑高度和建造成本的限制,还需要结合实际工程情况确定。4 轨道交通槽形梁桥温度梯度桥梁结构中混凝土材料导热性能差,在日照、风速等外界环境影响下,混凝土桥梁温度场呈非线性分布,而其产生的温度应力和变形会使得桥梁结构出现开裂情况,影响桥梁结构安全、耐久性39-41。桥梁截面形式以及日照时间和日照强度、风速等是造成桥梁温度场发生变化的重要因素。在日照辐射较强的地区,太阳照射下桥梁产生的温度应力甚至可能会超过活载应力,因此针对桥梁温度梯度的研究就显得极为重要。薛嵩等42-43建立了考虑大气环境参数、桥梁方位走向、梁体遮挡作用的槽形梁斜拉桥热力学分析模型,得出边梁高度、混凝土表面辐射吸收率、大气透明度系数等参数对槽形梁的竖向温差模式影响不大;又以应力等效为原则,拟合出如图 5 所示的槽形梁箱室温差模式,槽形梁边梁上缘最大温差为 20,边梁腹板内温差符合指数函数分布,而在边梁下缘,最大温差为2.5,在 0.2 m 范围内线性变化至 0。董旭等44结合实际监测与有限元模型,得出 U 形梁的横向温度梯度在朝阳侧腹板中部较为明显,而在其他部位较小;对于竖向温度梯度,在腹板处为分段函数,在道床板处为指数函数。梁岩等45通过建立实体有限元模型,发现槽形梁的竖向温度不呈线性变化,图 6 所示为结构所施加的第 1 种温度梯工况,槽形梁的横纵应力和竖向位移都会受到竖向温度梯度的影响,系统温差增大会导致槽形梁的横向纵向位移增大。图 5 槽形梁箱室的温差模式42(单位:cm)Fig.5Temperature difference patterns in the box cham-ber of channel girder(unit:cm)图 6 竖向温度梯度下的温度分布示意45(单位:)Fig.6 Schematic temperature distribution under vertical temperature gradient(unit:)对于桥梁的温度梯度模式,国内外研究和规范多针对于普通 T 梁和箱梁。槽形梁不同于上述桥梁,属08铁 道 标 准 设 计第 67 卷于开口薄壁结构,本身受太阳辐射面积大,其温度梯度分布模式有很大不同。因此,对于槽形梁的温度梯度情况还需要进一步分析确定,以期能形成温度梯度模式标准。5 轨道交通槽形梁桥振动与噪声研究轨道交通槽形梁结构虽然可以有效减少轮轨噪声等传播,但对于桥梁本身结构噪声问题却没有得到很好的解决。桥梁结构噪声主要是以低频为主,具有较强的穿透力和传播力,危害着桥梁附近居民的身心健康。因此,对槽形梁结构噪声进行理论研究,同时探究减振降噪的相关措施有着重要意义。目前对于槽形梁振动研究多采用车桥耦合模型,曾峰等46基于 ANSYS 和 SIMPACK 软件形成如图7 所示的桥梁模型和车辆模型计算系统,计算轮轨激振力,并加载到耦合模型中,最终得出轨道交通槽形梁结构的振动响应。图 7 车桥耦合模型46Fig.7 Vehicle bridge coupling vibration model针对槽形梁的减振降噪研究,刘林芽等47研究发现,槽形梁腹板横向、道床板垂向振动加速度以及槽形梁结构噪声的峰值频率均在 63 Hz 左右;同时分析腹板、道床板以及翼缘板厚度和腹板半径等因素对槽形梁结构噪声的影响,认为腹板厚度增大会使远场点的噪声有一定程度减小;翼缘板厚度对槽形梁结构噪声的影响较小,而道床板厚度增加,可以减少桥梁附近结构噪声,相反对远场点的结构噪声影响甚微48。韩江龙等49也得出增加道床板厚度相比增加腹板厚度的降噪效果要好,槽形梁翼缘板的横向振动响应最大,最大振动加速度级为 107.2 dB。宋晓东和李奇50-51为对比声屏障、高弹性扣件和梯形轨枕 3 种措施的减振降噪效果,采用车-轨-桥模型以及声学有限元/无限元方法,得出声屏障可以有效控制钢轨噪声,而高弹性扣件和梯形轨枕可以有效降低 U 形梁结构噪声。李克冰等52采用车桥耦合动力理论和间接边界元法,对比槽形梁各构件的声压贡献系数,得到了如图 8 所示的声压贡献系数等值线图,证明了地面附近的噪声基本由道床板产生。综上可以看出,道床板、腹板、翼缘板对远场点声压的贡献量依次减小。图 8 声压贡献系数等值线52(f=25 Hz)Fig.8Isopleth on sound pressure contribution factors(f=25 Hz)6 结语通过对轨道交通槽形梁桥研究现状的总结分析,得出以下主要结论。(1)槽形梁简化计算模型中有效宽度的确定。槽形梁桥结构受力复杂,采用简单的梁单元模型不能得到准确的应力计算结果,建立精细板单元或实体单元模型进行分析费时费力。因此,提出槽形梁桥简化计算模型有效宽度的通用计算方法,可使设计人员在确保有较高计算精度的前提下提高槽形梁受力分析计算效率。(2)槽形梁温度梯度模式研究。我国现行铁路桥梁规范暂未规定槽形梁的温度梯度模式,槽形梁桥结构验算中只能参考箱梁温度梯度模式,而日照引起的槽形梁和箱梁截面升降温有显著不同,研究提出槽形梁温度梯度模式,对准确计算槽形梁桥温度应力具有重要意义。(3)风-车-槽形梁桥耦合振动研究。对于大风频发的山区铁路和沿海铁路来说,槽形梁桥边梁承受纵向弯矩的同时,还能起到风屏障的作用,抑制横风对行车的不利影响。开展风-车-槽形梁桥耦合振动研究,18第 11 期吴天群,张智凯,朱华中,等轨道交通槽形梁桥静动力特性研究综述及展望 给出不同风速下列车的安全行车速度限值,可为线路安全运营提供重要支撑。参考文献:1 CHEN Y X,YAN X A,HU X H,et al.Experimental Study of Air-borne Noise Reduction of Concrete Channel Girder Bridge Sections Compared with Box Girder for High-speed TrainsJ.Acta Acustica United with Acustica,2018,104(6):970-983.2 贺恩怀.槽形梁在城市轨道交通工程中的应用J.铁道工程学报,2003(2):13-16.HE Enhuai.Application of Channel Girders in Project of Urban Rail Transit J.Journal of Railway Engineering Society,2003(2):13-16.3 张吉,陆元春,吴定俊.槽形梁结构在轨道交通中的应用与发展J.铁道标准设计,2013(10):78-82.ZHANG Ji,LU Yuanchun,WU Dingjun.Application and Develop-ment of Trough Girder on Rail TransitJ.Railway Standard Design,2013(10):78-82.4 XIA H,ROECK G D,ZHANG N,et al.Experimental Analysis of a High-speed Railway Bridge under Thalys TrainsJ.Journal of Sound and Vibration,2003,268(1):103-113.5 李洪志.珠三角城际铁路 32 m 双线简支槽形梁方案研究J.铁道工程学报,2014,31(12):62-66.LI Hongzhi.Scheme Research on 32 m Double Track Simply Suppor-ted Trough Girder of Pearl River Delta Intercity RailwayJ.Journal of Railway Engineering Society,2014,31(12):62-66.6 WU L L,NIE J G,LU J F,et al.A New Type of Steel-concrete Composite Channel Girder and Its Preliminary Experimental StudyJ.Journal of Constructional Steel Research,2013,85(6):163-177.7 胡少伟,叶祥飞.预应力连续组合梁负弯矩区抗弯承载力分析J.工程力学,2013,30(11):160-165.HU Shaowei,YE Xiangfei.Analysis on the Bending Capacity of the negative-moment Region in Prestressed Continuous Composite BeamsJ.Engineering Mechanics,2013,30(11):160-165.8 陈卓异,李传习,黄侨,等.波形钢腹板组合槽形梁抗扭性能试验研究J.工程力学,2017,34(3):108-114.CHEN Zhuoyi,LI Chuanxi,HUANG Qiao,et al.Experimental Study on Torsional Property of Composite Trough Girder with Corrugated Steel WebsJ.Engineering Mechanics,2017,34(3):108-114.9 YANG Z Y,YANG M,RONG X Q,et al.Theoretical and Numerical Study on Dynamic Characteristics of Composite Trough Girder with Corrugated Steel WebsJ.Journal of Bridge Engineering,2021,26:04021008.10 FENG Yulin,JIANG Lizhong,ZHOU Wangbao,et al.Lateral-tor-sional Buckling of Box Beam with Corrugated Steel WebsJ.Journal of Central South University,2019,26(7):1946-1957.11 国家铁路局.铁路桥涵混凝土结构设计规范:TB 100922017S.北京:中国铁道出版社,2017.12 江新元,胡匡璋.槽形梁竖荷载作用分析及常规计算原则J.铁道工程学报,1985(3):118-129.JIANG Xinyuan,HU Kuangzhang.Analysis and Conventional Calcu-lation Principle of Vertical Load of Channel BeamJ.Journal of Railway Engineering Society,1985(3):118-129.13 周坚,涂令康.再论槽型宽梁的剪力滞J.工程力学,1994(2):65-75.ZHOU Jian,TU Lingkang.Restudy on the Shear Lag in the wide-channel BeamsJ.Engineering Mechanics,1994(2):65-75.14 陆光闾.能量法解槽型宽梁的剪力滞问题J.力学与实践,1984(1):23-27.LU Guanglv.Energy Method to Solve the Shear Lag Problem of Slotted Wide BeamJ.Mechanics and Engineering,1984(1):23-27.15 陆光闾.连续铁路槽形梁桥空间作用分析J.铁道学报,2000(S1):41-46.LU Guanglv.Spatial Analysis of Railway Continuous through Girder Bridge J.Journal of the China Railway Society,2000(S1):41-46.16 GRANATA M F,RECUPERO A.Evaluation of Web Reinforcements in Prestressed Concrete Box Girders through Shear-transverse Bending DomainsJ.Advances in Structural Engineering,2021,24(8):1554-1568.17 CHOI S,KIM Y Y.Higher-order Vlasov Torsion Theory for Thin-walled Box BeamsJ.International Journal of Mechanical Sciences,2021,195(10):106231.18 ZHUANG H Y,FANG S J,ZHOU M,et al.Numerical Study on the Mechanical Properties of the Novel Wide Box Girders Stiffened by Transverse Ribs J.KSCE Journal of Civil Engineering,2021,25(9):3448-3457.19 ZHANG J H.Force Analysis of Variable Cross-section Continuous Box Girder BridgeJ.International Journal of Critical Infrastructures,2021,17(1):38-53.20 司万胜.铁路混凝土槽形梁弯扭耦合效应分析与设计优化J.铁道建筑,2018,58(4):5-9.SI Wansheng.Analysis and Design Optimization on Bending and Tor-sion Coupling Effect of Railway Concrete Trough GirderJ.Railway Engineering,2018,58(4):5-9.21 欧阳辉来.槽形梁三维实体有限元分析J.铁道标准设计,2009(1):45-47.OUYANG Huilai.Three-dimensional Solid Finite Ele

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