重庆菜园坝长江大桥轻轨支座疲劳试验研究

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作者：

刘君梅

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摘要：

本文以重庆菜园坝长江大桥轻轨3号线为背景,采用理论和试验相结合的方法,对轻轨支座的疲劳性能展开了研究。 本文首先引述了疲劳的基本理论,根据英国BS5400、Eurocode规范和中国《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86)等关于疲劳荷载计算的规定,结合桥梁的具体情况,确定出轻轨的疲劳荷载谱参数。再根据轻轨的疲劳荷载谱参数计算出支座节点处的内力历程例,通过线性疲劳累积损伤理论将重庆菜园坝大桥实际的变幅、高循环疲劳荷载等效为试验所需的常幅、三百万次的疲劳荷载,从而确定出支座试验所需的疲劳荷载幅。针对重庆菜园坝长江大桥轻轨弯道支座的具体构造和受力状态,本文根据杠杆法对试验模型的加载及钢结构箱进行了合理的设计,以保证模型和实际结构具有相同的受力状态和约束条件,并根据试验模型的有限元分析,计算出试验模型的应力分布,制定了疲劳试验实施方案。试验完成以后,通过大量试验数据的采集与分析表明:在设计疲劳荷载循环前、后及各个中间阶段,各主要考查测点的静载主应力值差别比较小,实测应变与荷载大致呈线性关系,在加载和卸载两个过程中具有很好的对称性(可恢复性),而且每次静载试验的应变值基本接近。试验完成后,轻轨弯道支座模型未发现裂纹。从而得出支座连接结构在正常养护维修情况下,设计寿命期内不会发生疲劳开裂的结论。为了研究重庆菜园坝长江大桥试验弯道支座节点可能的使用寿命,还对轻轨弯道支座有限元模型开展了疲劳及寿命有限元分析的进一步研究。 通过对比有限元计算结果与试验结果,验证了本次试验数据的可靠性,试验数据基本上可以反映支座的受力状态,能够作为支座工作状态的依据。利用有关知识和以往的研究成果,结合相关规范的验算,进一步说明了试验节点的可靠性。轻轨弯道支座试验模型的设计寿命期疲劳试验表明:重庆菜园坝长江大桥轻轨弯道支座节点的疲劳强度符合设计要求。

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关键词：

铁路桥梁 轻轨支座 结构疲劳 有限元分析

学位级别：

硕士

学位年度：

2011

DOI：

10.7666/d.y1902351

被引量：

7