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高速铁路预应力RPC桥梁疲劳可靠性设计方法研究
| 论文题名： | 高速铁路预应力RPC桥梁疲劳可靠性设计方法研究 |
| 关键词： | 高速铁路;预应力钢筋;铁路桥梁;疲劳可靠性设计;疲劳设计;设计方法;疲劳性能;结构设计;活性粉末混凝土;荷载效应;验算;铁路简支梁;受弯构件;疲劳寿命;疲劳强度;目标可靠指标;承载力极限状态;分项系数;材料疲劳;正截面受力性能 |
| 摘要： | 随着桥梁规模越来越大,交通运量的加大和运输速度的提高,桥梁的疲劳问题日渐突出。活性粉末混凝土(简称为RPC)作为一种高强度、高韧性、高耐久性的超高性能混凝土,近年来在铁路桥梁上开始逐渐应用。随着RPC结构设计方法的进一步发展,结构所承受的疲劳荷载将成为控制结构设计的主要因素之一,然而在RPC构件及结构的疲劳设计方法上还几乎没有研究。 本文基于以往RPC材料疲劳性能研究的成果,考虑普通铁路荷载和高速铁路中的RPC桥梁结构,结合可靠度理论,对RPC桥梁受弯构件疲劳设计方法进行研究,成果如下: (1)以RPC材料疲劳试验结果为基础,对RPC在在等幅和变幅重复荷载作用下的疲劳性能进行了分析和总结;用单样本K-S检验法对RPC疲劳寿命的概率分布进行了假设检验,结果表明RPC的疲劳寿命服从威布尔分布和正态分布。 (2)考虑RPC不同于普通混凝土的疲劳性能,并结合相关规范建议,研究得到了钢筋RPC结构和预应力钢筋RPC结构疲劳可靠度设计所需基本参数,主要包括:钢筋(预应力钢筋)和RPC的疲劳强度折减系数、中位值、标准值、变异系数、设计值等参数。 (3)对高速铁路规范中规定的各类活载和列车编组进行了对比分析,确定了高速铁路桥梁的疲劳列车,自行编写程序进行了弯矩谱的计算,通过雨流法计数,得到了高速铁路简支梁(多种跨度)跨中弯矩的荷载效应比频谱,该成果可用于高速铁路简支梁的疲劳设计验算;利用本程序还得到了普通铁路桥梁的荷载效应谱,与高速铁路桥梁荷载效应比频谱进行了对比。 (4)通过对RPC受弯构件正截面受力性能的分析,结合可靠度理论,给出了RPC结构按等效等幅重复应力分项系数法进行疲劳承载力极限状态可靠性验算的验算方法;建议了结构设计时RPC等效重复应力同疲劳强度之间的最佳比值。 (5)对32m超低高度预应力RPC混凝土T形梁进行了跨中截面抗弯疲劳承载极限状态可靠性验算,得到疲劳验算中的可靠指标和分项系数;分别提出了高速铁路桥梁和普通铁路桥梁疲劳设计的的目标可靠指标。 |
| 作者： | 耍荆荆 |
| 专业： | 桥梁工程 |
| 导师： | 安明喆;余自若 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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