BS5400与中国公路规范钢筋混凝土设计的比较

研究目的:本文介绍英国规范BS5400的第四部分钢筋混凝土设计.具体从钢筋混凝土梁、板、柱、墙、基础以及一些设计细节等方面进行介绍,加深对BS5400规范中钢筋混凝土设计的认识,为国内施工设计工程师更好地了解BS5400规范,开拓更为广阔的国际市场提供帮助. 研究结果:混凝土强度设计值两规范比较接近,中国公路规范钢筋受压强度特征值除以结构重要性系数1.1以后与BS5400相同.在钢筋混凝土梁的计算实例中,BS5400计算的结果为Mu=5 266 kN·m,中国公路规范计算的结果为Mu=4 630 kN·m,计算结果基本接近.但中国规范要略偏安全.矮柱设计中,中国规范偏于安全,BS5400偏于经济.在构造要求上,中国规范最小布筋率要小于BS5400的要求.     

BS5400与中国公路设计规范中的荷载及荷载组合

研究目的：本文重点介绍英国规范BS5400的第二部分有关荷载及荷载组合的规定，为采用国产软件进行BS规范桥梁设计荷载转换提供荷载数据。并为国内施工设计人员更好地了解BS5400规范，开拓更为广阔的国际市场提供帮助。研究方法：通过介绍和比较BS5400与中国公路桥涵设计规范JTGD60—2004的荷载及荷载组合，找出不同之处和相同点，加深对BS5400规范中荷载及荷载组合规定的认识。研究结论：BS5400规范中的HA荷载与中国公路规范中的车道荷载相似，HB荷载与车辆荷载相似；BS规范中HA和HB荷载能进行组合，而中国公路规范车道荷载和车辆荷载的作用不能重叠；从荷载的总的作用大小来看，BS规范要偏于安全，中国规范要偏于经济。     

车辆焊接结构疲劳寿命评估方法研究

为在设计阶段实现车辆焊接结构的抗疲劳设计,在研究AAR/BS/IIW标准的疲劳算法原理和焊接接头疲劳性能参数的基础上,给出基于AAR/BS/IIW标准进行车辆焊接结构疲劳寿命评估的方法和技术路线。依据AAR标准分析某公司出口的全钢焊接结构矿石车车体的疲劳寿命,结果表明:该出口矿石车车体焊接结构的最短疲劳寿命发生在中部横梁腹板与横梁下盖板角接焊接区,寿命年限为59.4年,满足25年设计寿命的要求;通过与IIW标准中提供的焊接接头结构的对比分析,提出对某提速客车转向架焊接构架的定位座根部焊接结构进行打磨的改进方案。数据表明:改进方案明显提高了定位座根部焊接接头的寿命。经对比分析可以看出,基于IIW标准的焊接构架疲劳寿命预测结果与疲劳试验结果比较接近。     

铁路正交异性钢桥面板疲劳应力分析与寿命评估

以南京大胜关长江大桥为对象,建立铁路正交异性钢桥面板结构有限元模型,基于热点应力法对典型构造细节的疲劳应力进行计算分析,得到此类桥面结构的疲劳易损区。结合桥梁实际使用情况,基于美国公路桥梁设计规范(AASHTO规范)对桥面板典型焊接细节的疲劳寿命开展计算与评估,结果表明,疲劳Ⅰ与疲劳Ⅱ极限状态下5类疲劳易损构造细节的疲劳应力幅计算值均小于容许值,疲劳寿命满足设计要求。     

热点应力法进行钢桥疲劳检算

研究目的:随着钢桥的重载化和整体化,桥梁钢结构中出现了较多无法明确其名义应力、现行规范也无对应细节的复杂构造。在实践中,对于该类细节多采用原形疲劳试验的方法进行验证。但疲劳试验的长周期和高费用,制约了该类细节的快速应用和推广。本文旨在用热点应力进行钢桥疲劳检算,实现在设计阶段尽可能准确地评估复杂细节的疲劳性能的目的。研究结论:本文分析计算了多种接头的热点应力集中系数,采用热点应力集中系数法推导了钢桥疲劳检算的热点应力Shot～N曲线。BS5400规范多种构造细节的名义应力疲劳强度与导出的热点应力疲劳强度的对比表明,热点应力疲劳强度明显比名义应力法的离散性小,热点应力法适合桥梁工程应用。     

板桁组合结构中混凝土桥面板有效宽度计算分析

板桁组合结构中混凝土桥面支持在钢桁梁上直接承受汽车荷载，桥面板在体系受力中存在较明显的剪力滞后现象，通过研究，采用有限元空间模型对芜湖长江大桥板桁阻合连续梁混凝土桥面板的剪力滞后情况进行了分析，以确定在板桁组合结构设计的平面分析计算中，板面板参与工作的有效宽度，研究结果表明，在芜湖桥连续梁板桁结构中，按空间有限元方法计算中的桥面板在正弯矩区有效宽度与英国规范BS5400计算结果相吻合，有效宽度比约0．90，而在负弯矩区BS5400的计算结果偏于保守，实际有效宽度比可按0．75取值。     

快捷货车车轮辐板疲劳强度研究

基于结构有限元法,分别按欧洲铁路和日本铁路提出的车轮机械设计载荷和载荷工况,对快捷货车车轮辐板的疲劳强度进行分析。计算结果表明车轮辐板疲劳性能满足无限寿命设计准则要求,其疲劳薄弱区域位于辐板内侧面与轮毂圆弧过渡部位。     

桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋S-N曲线试验研究

研究目的:HRB500钢筋是桥上纵连板式无砟轨道中的主要受力钢筋,其在服役期间的疲劳特性是工程界十分关注的问题。为研究桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋的疲劳性能,本文首先进行HRB500钢筋的静力拉伸试验,在此基础上,对7种不同应力水平下HRB500钢筋进行对称拉压循环荷载下等幅疲劳试验。研究结论:(1)根据试验结果拟合得到了HRB500钢筋的S-N曲线;(2)依据相关规范对铁路工程结构物可靠度指标和纵向连接钢筋疲劳强度折减系数的相关规定,并参考英国BS 5400规范关于钢筋长寿命区S-N曲线的外推方法和由中值S-N曲线推导不同概率S-N曲线的相关规定,得到了可靠度指标4.2的适用于桥上纵连板式无砟轨道钢筋疲劳寿命预测的HRB500钢筋S-N曲线;(3)本研究成果可以为桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋疲劳寿命预测模型的建立提供试验依据。     

基于英国BS5400的预应力混凝土槽形梁结构性能研究

结合一座国外公路槽形梁的工程设计实例,基于MI-DAS FX+V2.0.0和MIDAS/Civil 2006结构分析软件,选取四面体单元和桁架单元,建立空间实体计算模型,进行了各荷载组合工况下槽形梁空间受力性能研究,并针对槽形截面特点进行了各典型位置的剪力滞效应分析。在此基础上基于BS5400,进行结构性能分析及安全性分析,并总结预应力混凝土槽形梁的优缺点。分析结论可为BS5400规范体系下预应力混凝土槽形梁的设计及计算分析提供参考。     

焊接缺陷对动车组铝合金车体疲劳寿命影响研究

由铝合金型材焊接而成的高速列车车体,如考虑焊缝处初始焊接缺陷的存在,将造成焊缝质量等级的不同,进而造成其抗疲劳能力产生差异。为寻求在设计阶段能较准确地预测含初始焊接缺陷的动车组车体疲劳寿命的评估方法,通过试验获得3种含初始焊接缺陷试件的疲劳寿命数据,并基于美国ASME(2007)标准中的结构应力法计算出含不同焊接缺陷试件疲劳寿命的"等效初始裂纹";建立包括焊缝在内的动车组车体有限元模型,并依据BS EN12663-1:2010标准的加载方式,基于等效结构应力法和Miner线性累积疲劳损伤理论,预测车体关键焊缝的疲劳寿命;根据反求出来的等效裂纹对模型进行修正,研究初始焊接缺陷的存在对车体疲劳寿命的影响。