高速列车荷载作用下系杆拱桥吊杆疲劳损伤研究

发布时间：2020-11-05 19:41

　　 20世纪末以来,铁路在全球范围内再度全面兴起,最主要的标志之一是高速铁路的发展,特别是近十年来我国高速铁路发展更是取得了举世瞩目的成就。系杆拱桥以其自重轻,跨越能力大,外形美观受到广大桥梁建设者的青睐,在国内外高速铁路中得到大量的应用。而吊杆是把桥面系的恒载和活载传递到拱肋的主要传力构件,其健康状况关系到整个桥梁的运营安全。高速列车通过桥梁时,桥梁可能产生较大的振动,导致吊杆的应力变化幅度将会很大,进行疲劳分析是十分必要的。论文以某高速铁路下承式钢箱系杆拱桥为工程背景,针对高速列车振动荷载作用下吊杆的疲劳损伤问题做以下研究:(1)分析高速列车振动的影响因素,确定高速列车振动荷载模型。在对疲劳基本理论、铁路桥梁疲劳分析方法及线性疲劳损伤累积计算方法等分析和归纳的基础上,总结高速铁路系杆拱桥吊杆疲劳损伤研究的基本方法。(2)运用ANSYS软件建立该钢箱系杆拱桥有限元分析模型,并进行模态分析,对桥梁模型进行验证。(3)对静载和动载作用下吊杆的内力变化进行分析,选取4根受力不利吊杆为典型吊杆作为疲劳研究对象,然后利用ANSYS瞬态分析方法计算吊杆不同部位的应力历程,基于对吊杆不同部位的应力历程的分析,确定吊杆与系梁连接处是最易发生疲劳破坏的部位。(4)研究列车振动荷载对吊杆应力历程和应力幅的影响,通过雨流计数法统计得到应力幅值谱,然后利用Miner线性累积损伤理论计算列车通行导致吊杆的疲劳损伤和设计基准期内的疲劳损伤。结果表明,仅在列车荷载反复作用时,吊杆在设计基准期内不会发生疲劳破坏。(5)分析当列车以不同车速、不同行车位置及不同编组长度通过时,计算吊杆产生的等效应力幅和疲劳损伤度,讨论不同运营情况对吊杆疲劳的影响。
【学位单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U441.4
【部分图文】：

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本文编号：2872096