1、 1 中文 3200 字 2 3 4 5 B.2 中文译文 铁路钢桥的加固及通过火车时的动态响应对其影响 摘 要 人们已经对下承式铁路钢桥的两种不同加固方法进行了研究。研究结构是坐落于瑞典斯德哥尔摩市的瑟德斯特伦大桥。由于疲劳问题，它急需评估和加固。其中一种方法是在桥的下方加入拱以改良结构系统并降低所有结构部件的应力范围。另一种方法是在桥面横梁上加入预应力。这增加了它们的刚度并有助于下翼缘从张力向压力平均应力的转换。人们已建立一个三维有限元模型并通过相关措施进行了验证。通过加载动车荷载，不同的加固方法已经在这个 模型中通过动态分析进行了测试。这些加固方法表现出一些有关疲劳寿命的积极影响。此外，
2、还涉及到在高速交通中垂直桥面加速度的变化问题。在欧洲和瑞典规范中关于高速交通中垂直桥面加速度标准的比较中，它们表现出了对桥梁明显的不同。 关键词 ：钢桥 加固 有限元分析 监测 高速列车 疲劳 2010年 Elsevier 有限责任公司版权所有 介绍 近期研究表明，在欧洲现存的铁路桥中 60%以上已有超过五十年历史，而 30%以上的则有超过 100年历史 。这些桥经受着比设计值更高的荷载和速度。为了适应目前和未来的需求，几座桥梁急需加固或更换。出于经济和环境原因，通过加固而不是拆除和重建可以大大提高桥梁的承载能力和使用寿命。 在欧洲和世界其他地方，高速列车的发展已经对现有铁路网提出了更高的要求
3、。研究表明，高速增加了桥梁上的应力，尤其是当荷载的频率接近结构的共振频率。为了使欧洲现有铁路网与高速列车的发展相适应，所有桥梁必须重新评估，以确保其符合欧洲规范中规定的要求。对于理论计算不足以确保桥梁安全的情况，我们采取一些措施以观察桥梁的实际状态是否比理论计算表明的更 有利。如果不足够有利，那么就必须进行一些加固或更换措施。 对于铁路钢桥，其中一个主要问题是疲劳。随着荷载的增加，交通量和速度产生更高的应力范围和大量的应力循环从而导致桥梁疲劳寿命的缩短。许多用来提高桥梁疲劳 6 寿命和修复已损结构的加固方法已经经过了测试，并在文献【 4-6】中有所介绍。有些方法要求桥梁在施工期间封闭交通。这对
4、欧洲大多数交通密集的铁路网造成很大的问题，因为长时间的交通中断是十分不经济的。如果只能在通常少用或者不用交通的夜间进行施工的话，同样也要花费很大的代价。而最好的方法是在一点也不影响交通的情况下 进行所有的工作。 在瑞典最重要的铁路桥之一是瑟德斯特伦桥（图 1） .它是一个下承式铁路钢桥，并且承载着市郊往返列车的唯一两条轨道，它们是通过斯德哥尔摩的定期客运列车和货运列车。理论研究【 7】表明，有些桥梁的一些元件已经超出了它们的疲劳寿命。为使桥梁的实际性能得到评估， 2008年执行了一套监控程序。从监控系统中获取的数据已数次被用于调查，其中包括证实了理论计算和得出桥梁使用超过 50 年就已达到其理
5、论使用寿命的结论，从而提高了疲劳评估【 8】。桥梁中最关键的元件是连续纵梁和横梁。提出研究的部分目标就是在考虑疲劳的同时 扩展桥梁的理论寿命。 在本文中，两种加固方法均采用有限元法进行分析 (FEA)。这样做是为了调查这些方法是否可以提高瑟德斯特伦大桥的疲劳寿命，它在遵守欧洲规范【 3】中规定限制加速度的条件下承载高速列车的能力是否可以得到改善。这两种方法都被这样设计，从而使得在不中断交通的情况下就可以进行工作，即所有工作都可以在桥梁下面进行。为了研究加固方法，已经创建了一个能够捕捉桥梁行为的有限元模型。该模型是一个用商业仿真软件【 9】创建的三维线弹性梁模型。这两种加固措施都单独建模并加载实
6、际列车和欧洲 规范中的高速负载模型（ HSLM）列车进行分析。我们的目的并不是建立一个完全的设计，而是调查在动态载荷下不同方法是如何影响桥梁行为的。 7 在第一种加固方法，也就是加拱法中，拱被安装在纵梁的下方以提供额外的支撑。这应该是一个简单的方法，但在文献中并没有发现先例。第二种加固方法，也就是悬索法，是对桥面横梁的下翼缘施加预应力，并通过这样做把应力变化转化为纯压缩。前期研究【 10】得出的结论是，只要钢梁保持在纯压缩状态，承受公路载荷的修复好的预应力组合梁是耐疲劳的。梁在测试开始时是否破裂结果是相同的。 瑟德斯特伦大桥 瑟德斯特伦大桥（图 2）是一个焊接下承式铁路桥，它大部分是由承受侧向力的焊接工字钢和铆接支撑体系组成。它是一个全长 190米的六跨连续梁桥。从北到南它的跨度分别为 27.0,33.7， 33.7， 33.7,33.6和 26.9米。最后三跨位于轨道 2中心线近似半径 2500米的曲线上（图 3）。桥梁支撑着枕木上的两条轨道，并将枕木固定在桥
