铁路“老龄”铆接钢桥剩余寿命评估

进入“老龄”期铆接钢桥剩余寿命估算，不仅对大量既有桥梁的安全性至关重要，同时也具有重要的社会和经济意义。本文概要介绍了以下研究内容：旧桥铆接构件疲劳性能的研究，铁路桥梁运营应力谱的测算方法，疲劳裂纹起始和扩展速率的研究。据此，建立了基于疲劳累积损伤的估算方法和裂纹起始寿命和扩展寿命的估算模型。并对我国各铁路干线上服役了４０～７０年的铆接钢桥剩余寿命进行了实例分析。     

铁路钢桥整体节点双轴疲劳试验研究

依据铁路钢桥整体节点处次应力的形成和分布状态,设计次应力疲劳试件。利用双轴疲劳试验研究次应力对疲劳寿命的影响,同时进行有限元法对比分析。试验和理论分析结果表明,叠加次应力后的疲劳起裂寿命明显短于没有叠加次应力的疲劳起裂寿命,说明次应力对疲劳强度的影响不能被忽略。计算分析还发现,将次应力与轴向应力等同进行疲劳检算不恰当,将次应力全部当成轴向应力考虑的设计过于保守。     

铁路旧钢桥中疲劳裂纹扩展寿命的研究

本文应用疲劳断裂理论，通过对旧钢桥钢材性能和铆接中裂纹尖端应力强度因子的试验，研究了铁路旧铆接钢桥疲劳裂纹扩展寿命。由于旧铆接钢桥的使用应力水平较低，虽然材料的断裂韧性较差，但杆件中出现可见裂纹后，在其扩展至临界尺寸以前，杆件仍能承受相当多的荷载循环次数。这便说明旧铆接钢桥虽已使用了数十年以上，但仍有相当大的利用价值。     

铁路钢桥的全桥结构仿真分析研究

全桥结构仿真分析的技术思想是建立完整，统一的整座桥梁结构分析体系，在该体系下构造全桥所有承载构件的组合形式数学模型，由此克服传统桥梁计算由于计算体系假设，计算平面假设，铰接或刚接假设，边界条件假设和平截面变形假设等带来的不足，运用限制变形－还原内力原理确立结构仿真分析的初始形态，在此基础上进行大规模的全桥结构效应分析计算，使分析结果详尽，精确，可靠，本文建立大跨铁路钢桁梁桥和钢板梁板全桥结构仿真分     

低温下铁路钢轨抗脆断设计方法分析

研究目的:随着青藏铁路的开通,钢轨钢材在低温下安全性能研究的重要性随之凸现出来.为了防止钢轨钢材在低温条件下发生脆性断裂,提出一种实用的钢轨钢材低温下防断设计方法具有重要的现实意义.研究结论:钢轨钢材在低温下属于较为典型的脆性断裂,低温防断设计方法是以试验测量得到的平面应变断裂韧度KIC作为安全分析判据;从工程实际出发,进行低温下钢轨的抗断设计,得出钢轨常见裂纹的容许裂纹上限值aC,为钢轨的伤损检测提供了依据.     

关于钢桥疲劳设计的应力脉准则

本文对钢桥疲劳设计的应力脉准则的基本概念、原理和计算方法作了简明扼要的介绍,深入分析讨论了焊接结构疲劳发生的机理,并指出了座力脉准则的重要特点及其意义,进而就如何改进我国现行铁路和公路钢桥疲劳设计规范问题,提出了建议。     

铁路钢桥承载能力极限状态目标可靠指标研究

研究目的:以可靠度理论为基础的极限状态设计法是铁路工程结构设计规范发展的必然,而目标可靠指标是其重要组成部分,随着铁路事业的飞速发展,原有可靠指标校准值的基础条件部分发生了改变,这就需要结合新情况对铁路钢桥的承载能力目标可靠指标进行分析.研究结论:本文得到了新形势下铁路钢桥抗力统计参数,校准了铁路钢桥承载能力极限状态的...     

高速铁路钢桥的低温脆性断裂评估

基于断裂力学理论,提出采用损伤容限法的高速铁路钢桥低温脆性断裂评估方法。采用Euoro-code3确定正交异性板钢桥面的有效宽度和等效疲劳应力幅,应用断裂力学的Paris公式计算疲劳裂纹扩展速率,按照同时考虑脆性断裂和塑性屈服断裂影响的R6破坏模式确定设计应力强度因子,根据裂纹的长度、冲击功和转变温度确定含裂纹钢板在不同温度下的断裂韧性,并考虑板厚对冲击功的影响,桥梁结构中焊接残余应力、列车速度、钢板弯曲成型等因素对钢桥低温脆性断裂的影响。该方法适用于无试验条件确定含裂纹钢板低温断裂韧性情况下的低温脆性断裂评估,也可用于钢桥的疲劳强度降低程度、使用寿命内检查次数和焊缝修补次数的确定。应用此方法对欧洲某高铁钢桥的钢横梁下翼缘进行-40℃条件下的低温脆性断裂评估结果表明,当列车速度大于150km.h-1且钢横梁、钢吊杆等局部构件活载应力在70MPa以上时,等效降温已经达到-5℃以上,此时必须考虑列车速度对其脆性断裂的影响,而对应变速率小于0.002 5s-1的构件可以不考虑列车速度对脆性断裂的影响。     

下承式铁路钢桥的病害原因分析及加固措施论证

研究目的下承式铁路钢桥在其腹部、底板和横梁上出现裂纹和腐蚀面,这是该种钢桥在服役多年后普遍存在的病害。本文将寻求对病害原因的全面认识。研究方法利用有限元软件,对该钢桥进行结构受力分析,通过化学实验对钢材进行化学成份分析,并对裂纹位置进行了疲劳结算,对所采取的加固措施进行了可行性论证。研究结论(1)纵梁腹板水平裂纹系被硬物划伤所致,纵梁端截面处的腹板下部竖向裂纹是疲劳引起的。(2)下平纵联节点板呈现的层状撕裂是由于材质不合格及冶炼时层间夹碴引起的。(3)桥梁上的腐蚀凹面是列车上的污物掉落在桥上长期腐蚀的结果。(4)现行采用的在裂纹部位粘贴钢板加固纵梁的方法,改变了纵梁的内力分布,改善了纵梁的应力水平,使钢桥满足了承载能力的要求。     

14MnNb新桥钢疲劳裂纹扩展速率试验研究

对三种厚度１４ＭｎＮｂ新桥钢基材进行了三种应力比下的疲劳裂纹扩展速率试验，给出了全部试验结果。试验结果表明：随着应力比Ｒ和试件厚度的增加，疲劳裂纹扩展速率随之增加。     

装配式公路钢桥承载力的有限元分析

分析装配式公路钢桥设计中所采用的简化计算方法的不足,使用大型有限元软件ANSYS对其受力情况和承载力进行分析,并与简化计算方法进行对比,得出了一些规律性的结论。     

钢-混凝土双面组合连续梁的承载能力试验研究

对3根钢-混凝土双面组合2×2.9 m两跨连续梁模型进行试验研究,得到完整的荷载-挠度曲线.考虑交界面相对滑移的影响,利用ANSYS软件建模对组合梁进行结构分析;建立钢-混凝土双面组合梁截面弹性极限和塑性极限承载能力的简化计算方法.研究结果表明,采用该简化计算方法所得结果与实测结果较吻合,该方法可供工程设计参考.     

钢桁梁柔性拱桥极限承载力分析

根据连续介质力学基本理论,针对大跨度钢桁梁柔性拱桥在变形、失稳破坏期间产生的材料和几何非线性特性,用通用软件建立桥梁的空间模型。采用非线性有限元法,精确计算了一座钢桁梁柔性拱桥在两种不同加载情况下的极限承载能力。结果表明,桥梁局部变形失稳是影响整体极限承载能力的重要因素,提出通过增大个别杆件的刚度来提高极限承载能力的方法。     

配筋钢丝网混凝土T形梁抗弯承载力试验研究

通过时配筋钢丝网混凝土T形梁的抗弯承栽力试验,研究钢丝网混凝土T形梁正截面抗弯承载力的计算,并对影响钢丝网混凝土受弯构件抗弯性能的因素进行了分析.试验结果及研究表明,钢丝网能有效地提高混凝土受弯构件的抗裂性能和抗弯承载力.     

碎石土地基承载力试验研究

通过现场直剪试验、重型动力触探试验和深层平板栽荷试验,探讨了三峡库区猴子石滑坡体上碎石土地基未浸水和浸水时地基承载力.结果表明:浸水后碎石土黏聚力幅度下降较大,离散性大;内摩擦角变化相对比较稳定,且降幅不大.内摩擦角衰减系数η(4)主要分布在0.78～1.0之间;黏聚力的衰减系数ηc分布在0.4～0.8之间.平板载荷试...     

预应力混凝土箱梁极限承载力试验研究

介绍了广州华南快速干线预应力混凝土小箱梁的极限承载能力试验,获取了消压、开裂、破坏荷载等关键参数,整个破坏过程属于预应力混凝土典型的塑性破坏,梁体设计正确、布筋合理.     

矸石地基承载特性的试验研究

采用现场试验的方法对煤矸石地基的承载特性进行了试验研究,获得了煤矸石地基的荷载—沉降曲线。研究表明,采用煤矸石作为建筑地基是可行的。矸石地基首先处于压密过程,然后进入弹性工作阶段,承载过程中表现出明显的双折线形式,提高矸石的密实度可提高矸石地基承载力。     

大跨度钢桁拱桥主拱和边段提升支架承载性能分析

当拱桥施工采用大节段提升方案时,提升支架的强度和稳定承载性能非常关键。广州新光大桥为3跨连续刚架钢桁拱桥,施工方法采用大节段提升安装,主要对该桥提升架的强度承载性能进行分析验算,并对主塔稳定性进行了非线性有限元分析,最后验算了节点的承载性能。分析结果表明,计算提升塔的内力时考虑几何非线性与线性计算结果的相比相差不大;非线性屈曲荷载与特征值屈曲荷载相差较大;初始缺陷虽然对稳定极限承载力影响不明显,但是也不能忽视,而且节点承载性能也可能成为支架承载性的控制因素。     

上承式钢板梁桥力学特性试验研究

据统计,全国现有跨度10~40 m的简支钢梁7 000余孔,由于列车提速,需对其力学特性做出准确评估,以保证既有线路的行车安全。文章以上承式钢板梁桥洛河大桥的力学特性试验研究为背景,研究了上承式钢板梁桥的横向刚度、梁体竖向刚度,为桥梁的运营、加固、改造提供参考。     

风积砂的压实特性与承载力试验研究

通过对风积砂原状土样的土粒组成的物理力学试验,以及在不同含水量下风积砂的压实和承载力试验,结果表明风积砂压实性能主要取决于压实时含水量的大小,其最佳含水量为7.7%,当压实度>90%时,其承载力特征值可以达到160 kPa,试验结果可为风积砂的施工提供参考。