城市轨道交通U型梁静载试验研究

摘要

随着我国的轨道交通事业取得了飞速发展，城市轨道交通U型梁由于其建筑高度低、截面利用率高、造型美观、降噪效果好等优点，越来越受到工程人员的关注。
　　 与传统的槽型梁相比，U型梁在底板取消了横向预应力钢筋，两侧腹板不对称。在荷载作用下，其强度、刚度、抗裂性以及极限承载能力是工程师们比较关注的问题。目前国内轨道交通工程中应用较少，尚无成熟、系统的设计经验可供借鉴。
　　 本文利用ANSYS软件建立三维有限元模型，对结构进行自振频率计算、线性与非线性数值模拟。通过试验值与有限元计算值的对比分析，研究结果表明：
　　 1.U梁竖向一阶自振频率的实测值4.31Hz，大于计算值3.78Hz，结构的竖向刚度满足设计要求；
　　 2.在设计荷载水平作用下，结构处于线弹性受力状态，结构具有良好的强度与刚度；
　　 3.在最大剪力加载工况下，梁体未出现斜向裂缝，结构抗剪性能满足要求，但梁端主拉应力测试结果略大于计算值；
　　 4.在桥道板局部加载工况下，梁体未出现纵向裂缝，桥道板局部抗裂性能良好；
　　 5.在1.2倍设计荷载水平作用下，结构仍具有良好的强度与刚度，U梁未发现可见裂缝，结构的抗裂性满足要求；
　　 6.在破坏荷载工况下，加载到1.6倍设计荷载时，结构开始进入塑性阶段，应变、位移和荷载关系表现出一定的非线性。试验梁破坏荷载为2.7倍设计荷载，与破坏荷载计算值一致，说明结构的承载能力不低于2.7倍设计荷载。