维普资讯 http://www.cqvip.com 第３４卷第８期 ＶＯ１．３４ Ｎｏ ８ ２ ０ ０ ８年３月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸ Ｉ ＡＲＣＨＩＴＥ Ｉ、ＵＰ，Ｅ Ｍａｒ．２０１１８ ・３３９・ 文章编号：１００９—６８２５《２００８）０８—０３３９—０３ 钢桁拱桥横向刚度分析 袁世平 郭向荣 摘要：通过建立车桥时变系统空间振动方程，对钢桁拱桥的横向刚度进行了分析，验证这种拱桁组合体系桥的刚度能 否保障列车走行安全性与乘坐舒适性。 关键词：横向刚度，振动方程，安全性，舒适性 中图分类号：Ｕ４４１ 。文献标识码：Ａ 列车脱轨事故时有发牛，其中不少脱轨事故发 在桥上。影 ｊ片主桁，共四线，线间距５ ｎｌ，桥面总宽３０ ｎｌ，双线间距５ ｎｌ。主 响桥上列车行车安全的闪素很多，如轨道状态、车辆状态与桥梁 拱矢高８４ ｎｌ，拱轴采用二次抛物线。采用全结合桥面系，主墩和 状态等。研究结果表明，在线路和车辆状态满足规范要求的条件 边墩均为矩形变截面空心墩，群桩基础，行列式布置。其结构示 下，桥梁横向刚度是影响桥上列车脱轨的主要因素ｌ１ Ｊ。桥梁横向 意图如图１所示。 ’刚度分析主要研究该桥横向刚度能否保证列车安全、平稳过 桥ｌ２ 。因此桥梁横向刚度对桥上列车走行安全性具有决定性作 用。文中通过对一个连续钢桁拱桥的横向刚度分析，验证这种拱 桁组合体系桥的刚度能否保证列车安全性与舒适性。 此钢桁拱桥的跨度为（１３２＋１３２＋４０８＋４０８＋１３２＋１３２）ｎｌ， 图１ 桥梁结构示意图（单位：ｍ） 散半径按１ ｎｌ考虑。 ４．５注浆孔布置 全断面帷幕注浆在海域（１７０．７ ｍ２）一次注浆３０＿ｍ时，全断 面布孔数量是２５９个孔（注浆孑Ｌ ２３５个，检查孔２４个）。 陆域全断面帷幕注浆采用一序孔，共８３个（３９ ｍ２），孔深８ ｎｌ。 周边超前小导管注浆环向间距４０ ｃｒｎ，长度３ ｎｌ，外插角５。。 ４．６注浆速度 帷幕注浆速度根据实际情况选用５０ Ｌ／ｍｉｎ ２００ Ｌ／ｒａｉｎ，手 动注浆及锚杆注浆由于注浆量较小，依据注浆压力控制。 ５结语 采用矿山法施工的隧道，无论是海底隧道、山岭隧道还是城 市地铁工程，都会涉及注浆工程。注浆施工将有效提高结构的耐 ． ２５０ ３ ９９Ｏ（十】扎区） １０ 久性，提高施工过程的安全性，提高注浆地层的防水功能和围岩 …——一……～…一…一一 一一…………———毒 Ｌ………………… ～……～ ！……一 ………一Ｊ 强度＿４ Ｊ，其在厦门海底隧道的施工过程中起到了较大作用，并积 Ｉ Ｉ图３管棚注浆图 累了一些经验，可为以后类似工程提供注浆技术借鉴和指导。 ４．４注浆加固范围 参考文献： 注浆加固的目的是通过注浆使隧道玎挖轮廓外形成一定厚 ［１］王毅才．隧道工程［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９３． 度的围岩固结圈，防止地下水渗入开挖而，同时形成一个承载圈， ［２］谭忠盛．琼州海峡铁路隧道可行性研究探讨［Ｊ］．岩土工程学 可有效改变围岩的整体结构，调整原岩应力状态 一。 报，２００１，２３（２）：１３９—１４３． 全断面帷幕注浆范围海域住开挖轮廓线外５ ｎｌ，陆域外２ ｍ。 ［３］黄俊，张顶立 水底隧道穿越风化槽技术及施工效应研究 初支和二衬后注浆主要是渗透注浆和填充注浆。分 防水 ［Ｊ］．公路，２００５（６）：２０３—２０７． 注浆主要是止水。 ［４］崔玖江．水底隧道与地下工程修建技术［Ｍ］．北京：科学出版 社，２００５． Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｐｏｕｒｉｎｇ ｏｆ ｓｅａ ｔｕｎｎｅｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＧＡＯ Ｈａｉ－ｄ０ｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｘｉａｍｅｎ Ｘｉａｎｇ’ａｎ ｔｕｎｎｅｌ，ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｕｒｉｎｇ ｓｋｉｌｌ ｉｎ ｓｅａ ｔｕｎｎｅｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｏｐｕｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｓｏ ａＳ ｔｏ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ，ｓａｆｅｔｙ，ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｈａｒｄｎｅｓｓ，ｔｈｒｏｅ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｆａｍｉｌｉｒａ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｅａ ｔｕｎｎｅＩ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｐｏｕｒｉｎｇ，ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ 收稿日期：２００７—１０—２９ 作者简介：袁世平（１９７６一），男，讲师，中南人学土木建筑学院，湖南长沙４１００７５ 郭向荣（１９６８一），男，博士生导师，教授，中南大学土木建筑学院，湖南长沙４１００７５ 维普资讯 http://www.cqvip.com ．３４０． 誊筝；努 山 西建 筑 型叠加法计算结构动力响应时进行坐标变换的关键。正确建立 １ 车桥时变系统空间振动方程的建立［２Ｉ３】 将桥上列车与桥梁视为整体系统。考虑各车辆与桥梁空间 桥梁的质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵是保证列车一桥梁时变系 振动位移的相互关系，计算任一时刻 的桥上列车及桥梁空间振 统振动响应计算精度的关键。根据自振特性计算结果，可以判断 ．动的弹性总势能。按弹性系统动力学总势能不变值原理及形成 桥梁计算模型的合理性及桥梁刚度矩阵、质量矩阵的正确性。而 ｅｉｇｈ阻尼理论来建立桥梁的阻尼矩阵时，都必 矩阵的“对号入座”【３Ｊ法则，建立ｔ时刻此系统空间振动的矩阵方 且文中在采用Ｒａｙｌ程。先分别建立ｔ时刻单个车辆的质量矩阵［Ｍ ］，阻尼矩阵 须利用桥梁的前几阶自振频率。在用逐步积分法求解列车一桥 ［Ｃ ］，刚度矩阵［Ｋ ］，荷载列阵｛Ｐ ｝及桥梁的质量矩阵［Ｍｂ］， 梁时变系统振动响应时其积分时间步长 也须根据桥梁的自振 阻尼矩阵［ ］，刚度矩阵［ ］。由形成矩阵的“对号入座”法则， 周期来确定。因此，正确计算桥梁的自振特性是解决桥梁横向刚 可很方便地将这些矩阵组拼出ｔ时刻车桥系统的质量矩阵［Ｍ］， 度问题的关键之一，自振特性计算结果见表１。４】 阻尼矩阵［Ｃ］，刚度矩阵［Ｋ］及荷载列阵｛Ｐ｝，得出ｔ时刻车桥系 ３评价指标［统空间振动的矩阵方程： 文中所采用的列车运行安全性和舒适性评判标准如下： （１） １）安全性指标。 ［Ｍ］｛ ｝＋［Ｃ］｛ ｝＋［Ｋ］｛ ｝＝｛Ｐ｝ 建立了矩阵方程（１），还不能根据它解出车桥系统的空间振 脱轨系数：不大于０．８；轮重减载率：不大于０．６。 ２）乘坐舒适性（客车车辆）。 动响应。因为方程（１）中的荷载列阵｛Ｐ｝仅由列车重力及风载（当 考虑风载与列车重力共同作用于系统时）构成。直接解方程（１）， 只能得出列车重力与风载作用下的系统振动响应，必须以实测的 车体振动加速度：竖向不大于０．１３ｇ；横向不大于０．１Ｏｇ（高速）。 舒适性评价指标：优：小于２．５０； 良：２．５０～２．７５； 构架蛇行波或构架人工蛇行波和轨道竖向几何不平顺函数代替 矩阵方程（１）左边的对应振动参数，才能解出此系统在风、列车重 力与列车走行共同作用下的空间振动响应。这样，方程（１）的振 动位移参数｛ ｝可分为ｋ个已知参数和 个未知参数，即 可写 成［ 。则方程（１）可重新组成： 合格：２．７５～３．Ｏ０。 ３）机车运行平稳性。 车体振动加速度：不大于０．３６５ｇ＝３．６５ ｍ （半峰值，竖向）； 不大于０．２４５ｇ＝２．４５ ｍ屉（半峰值，横向）。 平稳性评价指标：优：小于２．７５； Ｋｋ ｎ １ １ ／￣１ （２） 良好：２．７５～３．１０； 合格：３．１０～３．４５。 表１ 自振特性计算结果 序号 １ ２ 展开（２）式，得： 自振频率／Ｈｚ Ｏ．２１７ ８ ０．２２４ ３ 振型主要特点 拱粱反对称横弯 拱梁纵飘 ［Ｍ ］｛ ｝＋［Ｃ ］｛ ｝＋［Ｋ ］｛ ｝＝｛Ｐ｝一［Ｍ破］｛ ｝一 ［ ］｛ ｔ一［ ］｛ ｔ ［Ａ ］｛ ｝＋［Ｃ ］｛ ＾｝＋［ ］｛ ｝＋［ ｛ ｝＋［ ］｛ ｝＝０ （３） ］｛ ｝＋［Ｃ ］ （４） ３ ４ ０ ２３９ １ ０ ４２３ ３ 拱梁对称横弯 左跨拱梁反向横弯 ５ ６ ７ ８ ９ １０ ０．４２７ １ ０．４６６１ ０．５３５ １ ０ ５５４ ４ ０ ６１２ ５ ０．６６８ ７ 右跨拱粱反向横弯 拱梁对称横弯 拱梁反对称竖弯 拱梁反对称横弯 拱梁对称竖弯’ 拱梁对称横弯 （４）式为需划去的非独立矩阵方程。（２）式右边各项都已知， 因而它是具有自由项的车一桥系统振动矩阵方程，由它解出系统 空间振动响应。 ４横向刚度分析 根据前述计算原理，对该钢桁拱桥进行了列车一桥梁时变系 ２自振频率及振型 桥梁结构的自振特性包括自振频率与主振型。自振频率是 统空间振动响应计算。文中计算了ＳＳ８，ＤＤＪ，先锋号，中华之星， 表示桥梁结构刚度的指标，它也是判别桥梁结构是否会发生共振 ＩＣＥ，国产高速六种客车以不同速度通过桥梁时的列车响应，将各 现象的依据；主振型对动力响应的发生状态，例如，它与最大弯 种车速下的响应值进行了汇总，并作出了评价分析，具体见表２。 矩、最大剪力、最大挠度的分布都有很密切的关系。它也是用振 表２车桥动力分析——列车响应及评价结果表 列车 车体 行车安全性 乘坐舒适性（各车）甄仃军半稳性（赁军） 列车类型 ＳＳ８客车 ＤＤＩ客车 ＸＦＨ客车 中华之星客车 ＩＣＥ客车 速度 ｋｍ／ｈ １６０～２００ １６０～２２０ ２４０——２７０ ２４Ｏ～２７Ｏ ２５０——３５０ ３５０－－４２０ 振动 加速度 １ ０２满足 １．２１满足 ０．９２满足 ０．８８满足 １．Ｏ１满足 ０．９６满足 动脱轨系数 ０．３５满足 ０ ３５满足 ０．４６满足 ０．３８满足 ０．４６满足 ０＇４１满足 减载率 ０．２３满足 ０．２３满足 ０ ４６满足 ０ ３６满足 ０．３４满足 ０．３６满足 竖向 ２．６４良好 ２．５７良好 ２．６９良好 ２．６６良好 ２．６８良好 ２．７７合格＊ 车 横向 ２ ７５合格＊ ２ ５８良好 ２．７６合格＊ ２．７０良好 ２．６３良好 ２．７１良好 竖向 拖２．５４良好 ２．５５良好 ２ ６９良好 ２ ６８良好 ２ ６６良好 ２ ６９良好 车 横向 ２ ５５良好 ２．５６良好 ２．７３良好 ２．７１良好 ２．６１良好 ２ ７５合格＊ 国产高速客车 ２５０～３５Ｏ ３５０－－４２０ ０．８５满足 ０．９７满足 ０．３８满足 ０ ４２满足 ０．３５满足 ０．３７满足 ２．６９良好 ２ ８１合格＊ ２．７１良好 ２．８７合格＊ ２．７１良好 ２．８６合格＊ ２．６８良好 ２．８６合格＊ 综合分析结果可以得出以下结论： 不大于０．８，轮重减载率不大于０．６）均满足要求，故列车行车的 ２）当文中所计算的所有列车以不同速度通过桥梁时，机车司 １）当文中所计算的所有列车以不同速度通过桥梁时，列车的 安全性有保证。 加速度响应均在容许值以内，列车行车的安全性指标（脱轨系数 维普资讯 http://www.cqvip.com 第３４卷第８期 ２ ０ ０ ８年３月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖ０１．３４ Ｎｏ．８ Ｍａｒ．２００８ ・３４１・ ・机械与设备・ 文章编号：１００９ ６８２５（２００８）０８—０３４１—０２ 浅谈接入网设备维护经验 焦拴平 摘 要：综合华为ＨＯＮＥ￣设备在铁路通信网络的应用及特点，结合在工作中故障案例的分析处理，阐述了接入网设备 从调试开局到稳定维护整个阶段的工作中应注意的问题，以积累接入网设备的维护经验，达到与相关人员一起探讨交流 的目的。 关键词：ＯＬＴ，ＯＮＵ，接入网，链路，加载 中图分类号：ＴＮ９１３ 文献标识码：Ａ 随着城域网通信技术的快速发展，接入设备在各类组网中得 铁路业务中，数据专线和音频专线的比重非常大，需要大量 到广泛应用。铁通网络有公众网和铁路通信专网的划分，但业务 占用ＯＬＴ中继资源。ＨＯＮＥＴ专门针对铁路业务特殊需求，设计 交叉、网络资源共享。铁路通信专网以其布局的复杂性和不同于 了ＯＮＵ间的互连专线，数据业务不经ＯＬＴ，直接经过ＯＮＵ间Ｅ１ 公众业务的特殊性，作为综合业务的承载平台，在网络中的地位 实现，不占用ＯＬＴ中继资源。ＯＮＵ问Ｅ１资源可主备份，若 日显重要。由于铁通网络兼容专网和公众网的特性，城域网局点 ＯＮＵ间Ｅ１全故障，可经ＯＬＴ自动选择路由，支持跨ＯＬＴ间的 分布较宽，各处环境条件不一致。受各种因素条件的制约，在 ＯＮＵ互连。 ＨＯＮＥＴ接入设备的维护工作中暴露了一些容易忽视的问题，有 待于进一步的研究与解决。 提供温、湿度，门禁，烟雾，水禁，一次电源，蓄电池和油机等 监控能力，将采集到的数据传送到网管中心，网管中心根据采集 的数据通过告警箱实现声光告警，提醒网管中心维护人员及时处 理异常情况；ＯＮＵ能根据室内环境参数的变化，自动开启、关闭 １ 华为ＨＯＮＥＴ接入网在铁路通信系统的应用 铁路通信专网沿铁路沿线展开，呈现长链的网络结构。铁路 业务需求具有不同于公众业务的特殊性，要求接入网能够满足铁 风扇和空调，实现小站ＯＮＵ设备的无人值守。 路专网的特殊需求。华为ＨＯＮＥＴ综合业务接入网集Ｖ５．２接入 ２接入网设备维护案例 设备和ＰＣＭ设备及Ｄ／Ｉ设备之所长，全面解决铁路专线业务接 ２．１案例１入和调度问题，同时可以满足公众业务需求。 某系统由华为接入网设备组成。１号站为ＯＬＴ接网管，２号， ４号站为ＯＮＵ，开通共线业务（行调、电调），即从电调楼过 ＨＯＮＥＴ支持ＰＯＴＳ，ＩＳＤＮ，Ｖ．３５，子速率，Ｅ１／ＦＦ１，ＡＤＳＬ， ３号，再从调度汇接机出来分为两路： ＩＡＮ等宽窄带业务接入，支持共线电话、站间闭塞电话等铁路特 来的行调业务先进调度汇接机，第２路接１号站接入网设备再到２号，３号 殊业务，充分满足铁路专网和本地网业务接入需求。ＨＯＮＥＴ支 第１路接地区用户，持ＳＤＨ，ＭＳＴＰ，ＯＮ，ＰＡＰ０Ｎ等组网技术，能够实现星型、链型和 站。故障现象：电调楼用户反映与地区用户通话联系正常，但与 环型等网络结构，实现铁路专网和本地网业务的广覆盖。 Ｈ０ＮＥＴ的ＯＬＴ和０ＮＵ均提供Ｖ５接口，利用支持Ｖ５接口 ２号，３号站用户不通。 故障分析及排除：根据以上情况，首先检查调度汇接机，对设 排除该设备不良。 的多局向能力，可以满足用户同时接入铁路专网和本地网的需 备进行送受电平测试，均符合要求，通过网管在接入网数管系统的半永久连接表中对２号站的 求。这样利用铁路专网可以开展本地业务。 机台处横向、竖向舒适度指标均能达到“合格”及合格以上标准。 ［２］曾庆元，郭向荣．列车桥梁时变系统振动分析理论与应用 车辆横向、竖向平稳性指标均达到“合格”及合格以上标准，行车 的平稳性可以保证。 ［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，１９９９． ［３］曾庆元，杨［４］张平．形成矩阵的“对号入座”法则与桁段有限元法 ［ｊ］．铁道学报，１９８６（２）：３５—３６． 麒，曾庆元．钢桁梁桥横向刚度控制指标的探讨［Ｊ］．桥梁 建设，１９９８（１）：１—４． ３）当列车通过桥梁时，反映横向刚度的各项指标都满足要 求，表明该钢桁拱桥具有良好的横向刚度。 参考文献： ［１］周智辉 曾庆元，向俊．桥梁横向刚度对列车走行安全性的 ［５］张麒，曾庆元，焦枝复线洛阳黄河大桥横向刚度分析［Ｊ］，桥 影响［Ｊ］．铁道科学与工程学报，２００５，２（２）：３０—３３． 梁建设，２０００（４）：８９—９０， Ｌａｔｅｒａｌ ｒｉｇｉｄｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ａｒｃｈ ａｎｄ ｔｒｕｓｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｓｙｓｔｅｍ ＹＵＡＮ Ｓｈｔ－ｐｉｎｇ ＧＵＯ Ｘｉａｎｇ－ｒｏｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｔｈｅ ｔｒａｉｎ－ｂｒｉｄｇｅ ｔｉｍｅ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｓｐａｃｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｅ ｈｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｔｒｕｓｓ ａｒｃｈ ｂｒｉｄｇｅ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ，ａｎｄ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａｒｃｈ ａｎｄ ｔｒｕｓ ｂｒｉｄｇｅ ｃａｎ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｄｅ— ｍａｎｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｔｒａｉｎ’Ｓ ｒｕｎｎｉｎｇ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ ｒｉｄｉｎｇ ｃｏｍｆｏｒｔ ｏｆ ｉｓ ｖｅｒｉｉｆｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌａｔｅｒａｌ ｒｉｇｉｄｉｔｙ，ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎ，￣ｃｕｒｉｔｙ，ｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅｎｅｓｓ 收稿日期：２００７．１１．１６ 作者简介：焦拴平（１９６８．），男，工程师，中铁十二局集团电气化工程有限公司，山西太原０３００２４
