轨道交通桥梁结构疲劳设计荷载标准研究
发布时间：2021-11-28 18:14
随着我国城市建设的不断发展,轨道交通建设方兴未艾。对于重庆等山水城市,大跨径轨道交通桥梁建设越来越多,并主要采用钢结构桥梁。就目前的桥梁设计规范来看,在轨道交通桥梁钢结构疲劳设计方面还存在不足。本文依托重庆市建设科技项目“大跨度城市轨道交通桥梁横向刚度及钢箱梁疲劳设计研究”,主要针对轨道交通桥梁疲劳设计中所需的荷载标准进行研究:（1）围绕轨道交通以及轨道交通钢桥的发展和钢桥的疲劳问题,总结国内外公路、铁路方面疲劳设计荷载的研究现状,为轨道交通疲劳设计荷载的研究与制定提供参考。为确定疲劳设计荷载的模式,调研了重庆轨道交通线路和车辆的运行现状,采用设计荷载乘以折减系数作为疲劳设计荷载。基于重庆轨道交通客流大数据分析服务平台对客流量和车辆数据等进行介绍,为制定轨道交通疲劳设计荷载奠定基础。（2）对重庆轨道交通1号线、2号线、3号线、6号线以及上海轨道交通1号线、10号线这六条线路不同时期断面客流量进行分析研究,在分析节假日等多种典型时段内的断面客流量特征基础上,提出了典型时段客流量统计法,并对近期、远期的全年的断面客流量进行统计分析,建立了客流量数据统计模型,实现对远期客流情况的预测。（3）...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国内地城市轨道交通运营线路结构制式情况
结构及木结构设计规范》[30]第1-17条规定凡承受动应力的所有结构构件或连接件，应进行疲劳验算。同时规定，根据桥梁实际行车情况，选择经常作用的车辆验算疲劳强度。对于只受压构件可不验算其疲劳强度，对于拉压构件则要验算构件疲劳强度和总稳定性。《公路钢结构桥梁设计规范》在抗疲劳设计中规定了三种疲劳荷载计算模型：（1）采用无限寿命设计法制定的疲劳荷载计算模型Ⅰ，采用等效的车道荷载，其中集中荷载为0.7，均布荷载为0.3。和按照《公路桥涵设计通用规范》[31]中公路-Ⅰ级车道荷载标准取值，如图2-1所示，同时还需考虑多车道的影响。图2-1车道荷载图式（2）当不满足疲劳荷载计算模型Ⅰ的要求时按照模型Ⅱ验算。疲劳荷载计算模型Ⅱ由两辆相同的车组成双车模型，轴重与轴距布置如图2-2所示。虽然规范规定两辆疲劳模型车的中心距在加载时要大于等于40m，但疲劳验算公式给出的损伤等效系数已经考虑了多车道效应，所以疲劳验算加载时仅按单车道加载。
重庆交通大学硕士学位论文10图2-2疲劳荷载计算模型Ⅱ（尺寸单位：米）（3）疲劳荷载计算模型Ⅲ疲劳验算荷载模型Ⅲ是在欧洲规范中的疲劳荷载模型三的基础上修改而成，用于桥面系构件验算。此模型由一辆车组成，车辆轮轴布置如图2-3所示。图2-3疲劳荷载模型Ⅲ（尺寸单位：米）上世纪九十年代，铁路相关单位以编组站为中心，成放射状地对国内部分编组站进行交通量调查，共计超过一万列、约四十万辆车成为了调查对象。对这些车辆进行统计分析后，形成以八种疲劳车辆组成的疲劳荷载谱，又根据1500万吨和3000万吨运量制定了三级运量的疲劳列车模式和各类疲劳列车的运营频率[23]。在《铁路桥梁检定规范》（2004）[25]中，附录N里面按照不同年代以及不同年货运量列出了典型列车组成，包括货物列车及客车，还有典型列车中货车及客车车辆的主要技术参数，如表2.1所示。表2.1典型列车中货车、客车车辆的主要技术参数车辆型号自重（kN）载重（kN）轴重（kN）钩舌内侧距离a（m）转向架中心距b（m）轴距c（m）YZ2143010813522.62215.732.44YZ2343212013824.53917.002.40C113530010911.1987.321.65
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市轨道交通与城市空间发展的经验与启示[J]. 崔冬初,乞胜倩. 现代城市轨道交通. 2019(01)
[2]中国城市轨道交通的发展现状及机遇[J]. 周晓勤. 城市轨道交通. 2018(10)
[3]城市轨道交通与多中心大都市区空间经济绩效优化——东京通勤铁路发展的经验借鉴[J]. 于晓萍,赵坚. 经济问题探索. 2016(01)
[4]纽约的公共交通系统和规划经验谈[J]. 陈雪明. 国际城市规划. 2015(S1)
[5]公路钢桥疲劳荷载研究[J]. 刘延芳,鲍卫刚,周泳涛,翟辉. 公路. 2013(01)
[6]基于实测的公路桥梁车辆荷载统计模型[J]. 孙守旺,孙利民. 同济大学学报(自然科学版). 2012(02)
[7]香港轨道交通规划与经营理念对深圳的启示[J]. 顾新. 城市规划. 2009(08)
[8]现代公路钢桥典型细节疲劳问题分析[J]. 任伟平,李小珍,李俊,卫星,强士中. 公路. 2007(04)
[9]城市道路桥梁的疲劳荷载谱[J]. 童乐为,沈祖炎,陈忠延. 土木工程学报. 1997(05)
[10]铁路钢桥疲劳可靠度设计及铁路桥梁疲劳荷载谱研究[J]. 潘际炎. 铁道学报. 1992(04)
硕士论文
[1]公—轨平层斜拉桥疲劳荷载组合效应分析[D]. 魏鑫.西南交通大学 2018
[2]在役公轨两用钢桥疲劳应力幅分析研究[D]. 冉旭.重庆交通大学 2017
[3]公轨两用斜拉桥耳板式索梁锚固结构疲劳性能研究[D]. 张维昕.长安大学 2013
[4]大跨度钢桁桥节点疲劳性能试验与研究[D]. 刘亮.重庆交通大学 2008
[5]钢桥整体节点疲劳性能试验与研究[D]. 任伟平.西南交通大学 2004
本文编号：3524910
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国内地城市轨道交通运营线路结构制式情况
结构及木结构设计规范》[30]第1-17条规定凡承受动应力的所有结构构件或连接件，应进行疲劳验算。同时规定，根据桥梁实际行车情况，选择经常作用的车辆验算疲劳强度。对于只受压构件可不验算其疲劳强度，对于拉压构件则要验算构件疲劳强度和总稳定性。《公路钢结构桥梁设计规范》在抗疲劳设计中规定了三种疲劳荷载计算模型：（1）采用无限寿命设计法制定的疲劳荷载计算模型Ⅰ，采用等效的车道荷载，其中集中荷载为0.7，均布荷载为0.3。和按照《公路桥涵设计通用规范》[31]中公路-Ⅰ级车道荷载标准取值，如图2-1所示，同时还需考虑多车道的影响。图2-1车道荷载图式（2）当不满足疲劳荷载计算模型Ⅰ的要求时按照模型Ⅱ验算。疲劳荷载计算模型Ⅱ由两辆相同的车组成双车模型，轴重与轴距布置如图2-2所示。虽然规范规定两辆疲劳模型车的中心距在加载时要大于等于40m，但疲劳验算公式给出的损伤等效系数已经考虑了多车道效应，所以疲劳验算加载时仅按单车道加载。
重庆交通大学硕士学位论文10图2-2疲劳荷载计算模型Ⅱ（尺寸单位：米）（3）疲劳荷载计算模型Ⅲ疲劳验算荷载模型Ⅲ是在欧洲规范中的疲劳荷载模型三的基础上修改而成，用于桥面系构件验算。此模型由一辆车组成，车辆轮轴布置如图2-3所示。图2-3疲劳荷载模型Ⅲ（尺寸单位：米）上世纪九十年代，铁路相关单位以编组站为中心，成放射状地对国内部分编组站进行交通量调查，共计超过一万列、约四十万辆车成为了调查对象。对这些车辆进行统计分析后，形成以八种疲劳车辆组成的疲劳荷载谱，又根据1500万吨和3000万吨运量制定了三级运量的疲劳列车模式和各类疲劳列车的运营频率[23]。在《铁路桥梁检定规范》（2004）[25]中，附录N里面按照不同年代以及不同年货运量列出了典型列车组成，包括货物列车及客车，还有典型列车中货车及客车车辆的主要技术参数，如表2.1所示。表2.1典型列车中货车、客车车辆的主要技术参数车辆型号自重（kN）载重（kN）轴重（kN）钩舌内侧距离a（m）转向架中心距b（m）轴距c（m）YZ2143010813522.62215.732.44YZ2343212013824.53917.002.40C113530010911.1987.321.65
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市轨道交通与城市空间发展的经验与启示[J]. 崔冬初,乞胜倩. 现代城市轨道交通. 2019(01)
[2]中国城市轨道交通的发展现状及机遇[J]. 周晓勤. 城市轨道交通. 2018(10)
[3]城市轨道交通与多中心大都市区空间经济绩效优化——东京通勤铁路发展的经验借鉴[J]. 于晓萍,赵坚. 经济问题探索. 2016(01)
[4]纽约的公共交通系统和规划经验谈[J]. 陈雪明. 国际城市规划. 2015(S1)
[5]公路钢桥疲劳荷载研究[J]. 刘延芳,鲍卫刚,周泳涛,翟辉. 公路. 2013(01)
[6]基于实测的公路桥梁车辆荷载统计模型[J]. 孙守旺,孙利民. 同济大学学报(自然科学版). 2012(02)
[7]香港轨道交通规划与经营理念对深圳的启示[J]. 顾新. 城市规划. 2009(08)
[8]现代公路钢桥典型细节疲劳问题分析[J]. 任伟平,李小珍,李俊,卫星,强士中. 公路. 2007(04)
[9]城市道路桥梁的疲劳荷载谱[J]. 童乐为,沈祖炎,陈忠延. 土木工程学报. 1997(05)
[10]铁路钢桥疲劳可靠度设计及铁路桥梁疲劳荷载谱研究[J]. 潘际炎. 铁道学报. 1992(04)
硕士论文
[1]公—轨平层斜拉桥疲劳荷载组合效应分析[D]. 魏鑫.西南交通大学 2018
[2]在役公轨两用钢桥疲劳应力幅分析研究[D]. 冉旭.重庆交通大学 2017
[3]公轨两用斜拉桥耳板式索梁锚固结构疲劳性能研究[D]. 张维昕.长安大学 2013
[4]大跨度钢桁桥节点疲劳性能试验与研究[D]. 刘亮.重庆交通大学 2008
[5]钢桥整体节点疲劳性能试验与研究[D]. 任伟平.西南交通大学 2004
本文编号：3524910
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