（節(jié)選）外文翻譯--鐵路鋼橋的加固及通過火車時的動態(tài)響應對其影響（英文為圖片）

1、<p><b>　　中文3200字</b></p><p><b>　　B.2 中文譯文</b></p><p>　　鐵路鋼橋的加固及通過火車時的動態(tài)響應對其影響</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　人們已經對下承式鐵路鋼橋的兩種不同加

2、固方法進行了研究。研究結構是坐落于瑞典斯德哥爾摩市的瑟德斯特倫大橋。由于疲勞問題，它急需評估和加固。其中一種方法是在橋的下方加入拱以改良結構系統(tǒng)并降低所有結構部件的應力范圍。另一種方法是在橋面橫梁上加入預應力。這增加了它們的剛度并有助于下翼緣從張力向壓力平均應力的轉換。人們已建立一個三維有限元模型并通過相關措施進行了驗證。通過加載動車荷載，不同的加固方法已經在這個模型中通過動態(tài)分析進行了測試。這些加固方法表現出一些有關疲勞壽命的積極影響

3、。此外，還涉及到在高速交通中垂直橋面加速度的變化問題。在歐洲和瑞典規(guī)范中關于高速交通中垂直橋面加速度標準的比較中，它們表現出了對橋梁明顯的不同。</p><p>　　關鍵詞：鋼橋 加固 有限元分析 監(jiān)測 高速列車 疲勞</p><p>　　2010年Elsevier有限責任公司版權所有</p><p><b>　　介紹</b><

4、/p><p>　　近期研究表明，在歐洲現存的鐵路橋中60%以上已有超過五十年歷史，而30%以上的則有超過100年歷史。這些橋經受著比設計值更高的荷載和速度。為了適應目前和未來的需求，幾座橋梁急需加固或更換。出于經濟和環(huán)境原因，通過加固而不是拆除和重建可以大大提高橋梁的承載能力和使用壽命。</p><p>　　在歐洲和世界其他地方，高速列車的發(fā)展已經對現有鐵路網提出了更高的要求。研究表明，高速增

5、加了橋梁上的應力，尤其是當荷載的頻率接近結構的共振頻率。為了使歐洲現有鐵路網與高速列車的發(fā)展相適應，所有橋梁必須重新評估，以確保其符合歐洲規(guī)范中規(guī)定的要求。對于理論計算不足以確保橋梁安全的情況，我們采取一些措施以觀察橋梁的實際狀態(tài)是否比理論計算表明的更有利。如果不足夠有利，那么就必須進行一些加固或更換措施。</p><p>　　對于鐵路鋼橋，其中一個主要問題是疲勞。隨著荷載的增加，交通量和速度產生更高的應力范圍和

6、大量的應力循環(huán)從而導致橋梁疲勞壽命的縮短。許多用來提高橋梁疲勞壽命和修復已損結構的加固方法已經經過了測試，并在文獻【4-6】中有所介紹。有些方法要求橋梁在施工期間封閉交通。這對歐洲大多數交通密集的鐵路網造成很大的問題，因為長時間的交通中斷是十分不經濟的。如果只能在通常少用或者不用交通的夜間進行施工的話，同樣也要花費很大的代價。而最好的方法是在一點也不影響交通的情況下進行所有的工作。</p><p>　　在瑞典最重

7、要的鐵路橋之一是瑟德斯特倫橋（圖1）.它是一個下承式鐵路鋼橋，并且承載著市郊往返列車的唯一兩條軌道，它們是通過斯德哥爾摩的定期客運列車和貨運列車。理論研究【7】表明，有些橋梁的一些元件已經超出了它們的疲勞壽命。為使橋梁的實際性能得到評估，2008年執(zhí)行了一套監(jiān)控程序。從監(jiān)控系統(tǒng)中獲取的數據已數次被用于調查，其中包括證實了理論計算和得出橋梁使用超過50年就已達到其理論使用壽命的結論，從而提高了疲勞評估【8】。橋梁中最關鍵的元件是連續(xù)縱梁和

8、橫梁。提出研究的部分目標就是在考慮疲勞的同時擴展橋梁的理論壽命。</p><p>　　在本文中，兩種加固方法均采用有限元法進行分析(FEA)。這樣做是為了調查這些方法是否可以提高瑟德斯特倫大橋的疲勞壽命，它在遵守歐洲規(guī)范【3】中規(guī)定限制加速度的條件下承載高速列車的能力是否可以得到改善。這兩種方法都被這樣設計，從而使得在不中斷交通的情況下就可以進行工作，即所有工作都可以在橋梁下面進行。為了研究加固方法，已經創(chuàng)建了一

9、個能夠捕捉橋梁行為的有限元模型。該模型是一個用商業(yè)仿真軟件【9】創(chuàng)建的三維線彈性梁模型。這兩種加固措施都單獨建模并加載實際列車和歐洲規(guī)范中的高速負載模型（HSLM）列車進行分析。我們的目的并不是建立一個完全的設計，而是調查在動態(tài)載荷下不同方法是如何影響橋梁行為的。</p><p>　　在第一種加固方法，也就是加拱法中，拱被安裝在縱梁的下方以提供額外的支撐。這應該是一個簡單的方法，但在文獻中并沒有發(fā)現先例。第二種加

10、固方法，也就是懸索法，是對橋面橫梁的下翼緣施加預應力，并通過這樣做把應力變化轉化為純壓縮。前期研究【10】得出的結論是，只要鋼梁保持在純壓縮狀態(tài)，承受公路載荷的修復好的預應力組合梁是耐疲勞的。梁在測試開始時是否破裂結果是相同的。</p><p><b>　　瑟德斯特倫大橋</b></p><p>　　瑟德斯特倫大橋（圖2）是一個焊接下承式鐵路橋，它大部分是由承受側向力

11、的焊接工字鋼和鉚接支撐體系組成。它是一個全長190米的六跨連續(xù)梁橋。從北到南它的跨度分別為27.0,33.7，33.7，33.7,33.6和26.9米。最后三跨位于軌道2中心線近似半徑2500米的曲線上（圖3）。橋梁支撐著枕木上的兩條軌道，并將枕木固定在橋梁縱梁上。</p><p>　　焊縫連接了縱梁與橋面橫梁，這反過來也被連接到了主梁上。有三種不同的支撐體系承受著橫向力?？癸L支撐體系連接著一個橋面橫梁的中點到相

12、鄰橋面橫梁的末點。制動支撐體系出現在每個支撐系統(tǒng)中，并傳送制動力和加速力到主梁上。最后，承載著一條軌道的兩個縱桁梁與一個“Z”形支撐體系連接來限制橋梁的扭轉和橫向位移。制動和“Z”形支撐體系與縱梁的上翼緣對齊，而抗風支撐體系的相應位置則在縱梁與主梁的下翼緣。所有支撐體系都被鉚接到焊接在主梁的連接板上，圖3顯示了一個跨度中支撐件7和8之間描述的所有結構要素。端部支承連接到陸地上，而每個中部支承有兩個混凝土柱搭在一堆混凝土板上。支撐橋梁的這

13、些混凝土板延伸在整個橋梁寬度上，并且將用于在目前文章中拱研究的加固方法。</p><p>　　這座橋建于20世紀50年代，并承載著能夠通過斯德哥爾摩的唯一兩條鐵軌。如今，城市巴南區(qū)正在建設中，這會讓兩條其它的軌道通過斯德哥爾摩。在2017年城市巴南區(qū)建成之前，瑟德斯特倫大橋將繼續(xù)發(fā)揮它的重要的作用。這座橋上交通的破壞對整個瑞典鐵路網將產生可怕的后果，它會迫使每天通過這座橋的約520列列車取消或改道。</p&

14、gt;<p>　　通過橋梁的列車可分為貨運列車、客運列車和服務列車。最后一類列車包括機車、空載列車和維修列車。在2008年的交通規(guī)劃中，貨運列車占交通總量的5%,客運列車占90%，服務列車占5%【11】。如今，一套自動列車限速控制系統(tǒng)可限制橋上列車速度在82Km/h以內。</p><p><b>　　加固方法</b></p><p><b>　

15、　3.1橋下加拱法</b></p><p>　　第一種加固方法是在橋梁的每跨下面加四個鋼拱(圖4)。拱被放在縱梁下面的中心處，并靠在原結構的樁基礎板上。在每個縱梁下面的連續(xù)梁把拱與每個橋面橫梁下的框架相連。所以連續(xù)梁就在橋面橫梁之間與縱梁的中心相連。拱是由工字鋼組成的，而連續(xù)梁和連接框架是由矩形空心型鋼組成。型材示于圖5。我們的目標是為縱梁所有支撐點建造一個均布支撐。出于這種原因，我們已經應用了一個穩(wěn)

16、定的連續(xù)梁來分配從支撐</p><p>　　。點到拱的荷載。自從這種最佳的對荷載處理方式被采用后，拱的效率被提高了，每個拱分配了均勻的分布荷載。連續(xù)梁通過基礎底板和梁之間的垂直固定鋼柱被支撐在拱之間。沒有橫系桿拱設計在這一點上。雙絞拱已成為人們的選擇，因為為拱設計從拱到下部結構轉移力矩的支撐可能是困難的。</p><p>　　3.2預應力橋面橫梁</p><p>　

17、　預應力橋面橫梁目的是將作用在橋上的所有荷載產生的應力變化轉化為純壓縮應力。預應力選擇為施加430KN，而鋼絲束連接到橋面橫梁下翼緣40毫米處（圖6）。實際上，一些種類的附件應設計為把鋼絲束附著到到到主梁下翼緣的外緣。</p><p>　　由于主梁的邊緣和橋面橫梁具有相同的厚度并且焊接在一起，預應力會轉移到橋面橫梁的下翼緣。橋面橫梁的的阻力已經根據歐洲規(guī)范進行了檢查【12】。計算結果表明，梁在張拉鋼絲束后仍能保持

18、自身77%的能力。</p><p><b>　　疲勞</b></p><p>　　對于疲勞，應力變化范圍是決定性因素，一般來說，對于所有的橋梁，疲勞是隨時間而變化的。對于疲勞應力范圍的評估通常用雨流循環(huán)周期計數技術【13】。當一個典型的鐵路橋承受了超過105循環(huán)時，這個過程就被歸類為高周期疲勞循環(huán)（HCF）。</p><p>　　在這項研究中，