公軌兩用斜拉橋鋼錨箱式索梁錨固區(qū)足尺模型疲勞試驗研究.pdf

1、本文以正在設計研究中的上海長江大橋為背景，采用足尺模型試驗和理論相結合的方法，研究公軌兩用斜拉橋鋼錨箱式索梁錨固區(qū)的疲勞性能。該橋為雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，考慮城市軌道交通過橋，采用公軌同平面共建形式。由于軌道交通荷載引起的斜拉索索力幅遠比公路荷載引起的大，索梁錨固區(qū)疲勞問題尤為突出。 通過有限元整體受力分析，選出活載索力幅最大值梁段，建立全梁段索梁錨固區(qū)有限元模型，分析錨固區(qū)索力傳力機理和應力集中，掌握承載焊縫和焊趾附近的應力

2、分布情況。根據靜力分析結果，按照承載焊縫和焊趾附近應力分布相似的模型設計原則，截取錨箱結構及部分索梁錨固區(qū)作為足尺疲勞試驗模型，并對全梁段模型和足尺疲勞試驗模型進行有限元應力分析比較，驗證了模型設計的正確性和適用性。 在對公軌兩用橋梁疲勞荷載的確定過程中，針對我國公路橋梁和軌道交通橋梁暫無疲勞設計荷載，參考國外規(guī)范相關規(guī)定，根據Miner累積損傷法則，將運營階段高周、低值應力幅換算為疲勞試驗低周、高值應力幅。 在2030

3、kN疲勞試驗荷載幅作用2,000,000次和2420kN疲勞試驗荷載幅作用1，000,000次后，試驗模型未發(fā)現疲勞裂紋。疲勞試驗表明，只要板厚等構造細節(jié)的有關參數取值合理，鋼錨箱式索梁錨固區(qū)具有較好的疲勞抗裂性能。 在最后部分，本文嘗試按照AASHTO、BS5400、Eurocode規(guī)范對索梁錨固區(qū)承載焊縫的疲勞強度和壽命作分析。分析結果表明，按照Eurocode規(guī)范分析的預期壽命較為保守，比由疲勞試驗加載次數和荷載幅推算而得