高速铁路空间刚架桥横梁与侧墙组合段疲劳性能研究与试验方案设计

摘要

近些年来钢-混组合结构越来越广泛的应用于桥梁工程中,为桥梁建设的发展提供了更为广阔的空间。但是钢-混组合结构在材料和构造上都比较复杂,其工作机理难以掌握,并且随着使用时间的增长,钢-混组合结构的疲劳问题也日益突出,因此有必要对钢-混组合结构的疲劳性能进行研究。本文以京沪高铁空间刚架桥为工程背景,结合横梁与侧墙组合段疲劳试验,重点研究了疲劳试验荷载的取值,同时进行了试验模型的有限元数值分析,并设计了疲劳加载试验。
　　 首先,本文简要阐述了钢-混组合结构的发展史以及国内外关于钢-混组合结构疲劳问题的研究现状,并且介绍了疲劳强度理论的相关知识,包括疲劳累计损伤理论、疲劳寿命曲线等,分析了影响钢-混组合结构疲劳强度的主要因素。
　　 其次,着重进行了内力幅值的计算研究,内力幅值的确定是进行疲劳研究的重点,本文通过参考国内外相关文献,结合文章实际工程背景,采用不同的计算思路进行计算,比较两种方法的优缺点和计算结果,最终选取最不利的结果作为参考值以保证结构的安全性。
　　 最后,结合工程背景选取试验研究位置,参考以往试验设计方法和思路,设计疲劳试验加载模型,采用相关软件进行试验模型有限元数值分析,得到模型的应力分布指导疲劳试验,制定试验加载测试方案。