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原文传递新型单轨支座疲劳性能试验研究

论文题名：	新型单轨支座疲劳性能试验研究
关键词：	单轨支座;疲劳试验;载荷幅;有限元;Miner线性累计损伤理论
摘要：	本文以重庆轨道交通设计研究院研发的新型单轨支座为研究对象，分别考虑支座用于停车线与正线的实际条件，结合相应的疲劳研究方法，开展支座疲劳试验研究。根据疲劳试验数据和有限元分析结果，评价该型支座疲劳性能，确定该支座的适用线路，并为该支座的后续改进与优化提供研究基础，主要内容如下：　　（1）根据相关规范和项目要求的单轨线路运行计划与编组形式，确定出分析新型单轨支座的标准疲劳载荷以及列车在停车线和正线上的运营次数；计算了各种不同单轨桥型的竖向、横向支反力影响线并绘制出21个历程例，再分别采用雨流计数法和泄水法提取各历程中的变幅荷载及其循环次数。　　（2）基于Miner线性疲劳损伤累积理论，分别将正线、停车线上各历程例的变幅循环荷载转换为试验300万次的等效常幅循环荷载并进行比较，同时将停车线疲劳荷载循环作用300万次等效转换为正线上疲劳荷载循环作用148万次，以此来将两个试验整合为一个试验，然后把最不利支座的竖向和横向等效试验荷载进行组合设计，确定疲劳试验荷载上下限和试验加载偏心位置。　　（3）采用ANSYSMultiphysics建立新型单轨支座的有限元计算模型，将疲劳试验荷载最大值施加在支座模型上，计算得到支座结构中的VonMises应力和第一主应力的分布图，结合新型单轨支座的构造和安装方式，布置疲劳试验模型应变测点，制定支座疲劳试验方案并加以实施。　　（4）在疲劳荷载循环0次、10万次、20万次、100万次后的静载试验中，大部分测点的应变与荷载之间呈线性关系，在加载和卸载两个过程中具有良好的对称性，各主要考察测点的应力值与有限元计算结果相差不大；在疲劳荷载循环接近150万次，试验支座出现异响并立即停机检查，发现线调板产生裂纹，部分测点的静力应变测试值出现异常；疲劳荷载循环228万次后支座下摆锚固螺杆断裂，导致了部分测点的应变在疲劳荷载循环250万次、300万次后的静载试验呈现不规则变化，且个别应变测点已经损坏。　　（5）综合分析疲劳试验过程的观测数据和有限元计算情况，研究结果表明：新型单轨支座的疲劳性能符合停车线区域的设计使用要求；若要满足正线运营的要求，还需对支座的结构优化，减少其构件的数量，增设相应的水平限位措施。
作者：	赵元鑫
专业：	土木工程;桥梁与隧道工程
导师：	巫祖烈
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2022