鐵路剛架系桿拱橋銷鉸式錨固結構疲勞性能研究.pdf

1、在鋼橋中，索梁錨固結構是影響橋梁安全使用的關鍵位置，通常具有結構復雜、應力集中、焊縫密集等特點，其疲勞性能很難被設計人員所把握。本文基于以上背景，對拱橋銷鉸式錨固結構疲勞性能進行研究。
　　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合的方式，對其銷鉸式錨固結構的疲勞性能進行研究。主要研究內(nèi)容及結論如下:
　　(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，對設計荷載下錨固區(qū)的整體應力分布及索力在焊縫內(nèi)部的分配規(guī)律進行了分析，同時對銷鉸連接的力學特性進行了接觸非線性分析。結果表明，錨固結構局部存在應力集中現(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了80％的索力，但在焊縫內(nèi)部應力分布很不均勻。
　　(2)根據(jù)列車實際運行計劃，結合Palmgren-Miner線性疲勞累計損傷準則確定了疲勞荷載。設計了1∶2縮尺試驗模型對銷鉸式

3、索梁錨固結構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模型進行了探傷檢查未發(fā)現(xiàn)裂紋，各測點應力測試結果波動不大且加載卸載曲線呈線性變化，并根據(jù)規(guī)范對結構的疲勞應力進行了驗算。試驗及驗算結果證明了銷鉸式索梁錨固結構抗疲勞性能良好且具有一定的疲勞安全儲備。
　　(3)采用擴展有限元法對該拱橋銷鉸式錨固結構的關鍵構造細節(jié)進行了三維裂紋擴展仿真，分析了裂紋擴展過程中裂紋擴展速率及應力強度因子的變化規(guī)律，并依據(jù)Par