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双层四线铁路斜拉桥索塔锚固区受力分析及疲劳特性研究
| 论文题名： | 双层四线铁路斜拉桥索塔锚固区受力分析及疲劳特性研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;索塔锚固区;受力分析;疲劳特性 |
| 摘要： | 随着我国铁路的高速发展，我国的铁路运量大幅增长，斜拉桥作为铁路线路中重要组成部分面临着很大的挑战。索塔锚固区作为传递载荷的关键部位，由于受到斜拉索的集中力、预应力筋的锚固力以及孔洞削弱等因素的影响，该结构的受力状态十分复杂。在重轴疲劳列车的作用下，索塔锚固区会出现反复交变应力，日积月累疲劳损伤可能会导致疲劳破坏，在多线铁路斜拉桥中更为敏感。通过数值模拟的方式对其结构进行受力分析，了解结构的受力特点和疲劳特性，确保实际工作状态的安全是十分必要的。本文以某双层四线铁路斜拉桥为研究背景，采用数值模拟的方式对索塔锚固区进行空间受力分析和疲劳特性研究。本文主要的研究内容和结论如下： （1）借助MIDAS/Civil有限元软件建立整桥模型，基于整桥模型计算结果选取索塔锚固区节段。利用ANSYS有限元软件建立索塔锚固区节段实体模型进行空间受力分析。结果表明：索塔锚固区塔壁的压应力储备基本能够平衡运营期间的斜拉索传递过来的水平力，其塔壁内侧会产生未超过限值的拉应力。混凝土索孔和锚垫板索孔处局部存在应力集中现象，该处混凝土压应力长期处于高应力状态。 （2）通过查阅调研文献资料确定疲劳列车类型及班次等，依托实际工程的列车线路情况，以影响线加载的方式求得不同疲劳列车的索力时程图，借助MATLAB编程来实现。获取索力时程图后以雨流计数法分析处理，以此确定疲劳荷载谱。 （3）将疲劳载荷谱导入ANSYS模型中加载得到疲劳细节的应力谱，基于材料的S-N曲线的评估方法对索塔锚固区疲劳细节进行疲劳分析。结果表明：在ZS17和BS17最不利工况作用下，两者疲劳细节的年均疲劳累积损伤差异较小，最小疲劳寿命均满足铁路桥梁使用年限要求。索塔锚固区在运营期间的疲劳损伤不作为设计控制因素。根据年均疲劳累积损伤的组成还可以得出，在索塔锚固区的疲劳设计中，主要考虑单线和双线列车的作用。 |
| 作者： | 高富健 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 刘浪;杜柏松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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