原文传递
铁路刚架系杆拱桥销铰式锚固结构疲劳性能研究
| 论文题名： | 铁路刚架系杆拱桥销铰式锚固结构疲劳性能研究 |
| 关键词： | 刚架系杆拱桥;锚固结构;疲劳性能;裂纹扩展;应力强度 |
| 摘要： | 在钢桥中，索梁锚固结构是影响桥梁安全使用的关键位置，通常具有结构复杂、应力集中、焊缝密集等特点，其疲劳性能很难被设计人员所把握。本文基于以上背景，对拱桥销铰式锚固结构疲劳性能进行研究。 以广州枢纽跨桂丹路(24+160+24)m钢管混凝土刚架系杆拱连续箱梁组合桥1＃桥作为工程背景，采用模型试验与有限元理论分析相结合的方式，对其销铰式锚固结构的疲劳性能进行研究。主要研究内容及结论如下: (1)建立有限元模型，选取吊杆力幅值最大的锚固区梁段，对设计荷载下锚固区的整体应力分布及索力在焊缝内部的分配规律进行了分析，同时对销铰连接的力学特性进行了接触非线性分析。结果表明，锚固结构局部存在应力集中现象，索力的传递较为流畅，耳板-桥面板、耳板-横隔板、耳板-桥面加劲板三条焊缝承担了80％的索力，但在焊缝内部应力分布很不均匀。 (2)根据列车实际运行计划，结合Palmgren-Miner线性疲劳累计损伤准则确定了疲劳荷载。设计了1∶2缩尺试验模型对销铰式索梁锚固结构的疲劳性能展开试验研究。260万次循环加载后使用磁粉及超声波对试验模型进行了探伤检查未发现裂纹，各测点应力测试结果波动不大且加载卸载曲线呈线性变化，并根据规范对结构的疲劳应力进行了验算。试验及验算结果证明了销铰式索梁锚固结构抗疲劳性能良好且具有一定的疲劳安全储备。 (3)采用扩展有限元法对该拱桥销铰式锚固结构的关键构造细节进行了三维裂纹扩展仿真，分析了裂纹扩展过程中裂纹扩展速率及应力强度因子的变化规律，并依据Paris公式对该销铰式锚固结构的疲劳寿命进行了初步预测。 |
| 作者： | 白根铭 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 李小珍;肖林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
