鐵路剛架系桿拱橋銷鉸式錨固結(jié)構(gòu)疲勞性能研究.pdf

1、在鋼橋中，索梁錨固結(jié)構(gòu)是影響橋梁安全使用的關(guān)鍵位置，通常具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、應(yīng)力集中、焊縫密集等特點，其疲勞性能很難被設(shè)計人員所把握。本文基于以上背景，對拱橋銷鉸式錨固結(jié)構(gòu)疲勞性能進(jìn)行研究。
　　以廣州樞紐跨桂丹路(24+160+24)m鋼管混凝土剛架系桿拱連續(xù)箱梁組合橋1＃橋作為工程背景，采用模型試驗與有限元理論分析相結(jié)合的方式，對其銷鉸式錨固結(jié)構(gòu)的疲勞性能進(jìn)行研究。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)建立有限元模型，選取吊桿力

2、幅值最大的錨固區(qū)梁段，對設(shè)計荷載下錨固區(qū)的整體應(yīng)力分布及索力在焊縫內(nèi)部的分配規(guī)律進(jìn)行了分析，同時對銷鉸連接的力學(xué)特性進(jìn)行了接觸非線性分析。結(jié)果表明，錨固結(jié)構(gòu)局部存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，索力的傳遞較為流暢，耳板-橋面板、耳板-橫隔板、耳板-橋面加勁板三條焊縫承擔(dān)了80％的索力，但在焊縫內(nèi)部應(yīng)力分布很不均勻。
　　(2)根據(jù)列車實際運行計劃，結(jié)合Palmgren-Miner線性疲勞累計損傷準(zhǔn)則確定了疲勞荷載。設(shè)計了1∶2縮尺試驗?zāi)Ｐ蛯︿N鉸式

3、索梁錨固結(jié)構(gòu)的疲勞性能展開試驗研究。260萬次循環(huán)加載后使用磁粉及超聲波對試驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行了探傷檢查未發(fā)現(xiàn)裂紋，各測點應(yīng)力測試結(jié)果波動不大且加載卸載曲線呈線性變化，并根據(jù)規(guī)范對結(jié)構(gòu)的疲勞應(yīng)力進(jìn)行了驗算。試驗及驗算結(jié)果證明了銷鉸式索梁錨固結(jié)構(gòu)抗疲勞性能良好且具有一定的疲勞安全儲備。
　　(3)采用擴(kuò)展有限元法對該拱橋銷鉸式錨固結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)造細(xì)節(jié)進(jìn)行了三維裂紋擴(kuò)展仿真，分析了裂紋擴(kuò)展過程中裂紋擴(kuò)展速率及應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化規(guī)律，并依據(jù)Par