基于车桥耦合振动的双层六线铁路桥梁疲劳性能评估 被引量：6

1

作者 崔圣爱 张猛 +3 位作者 曾光 申路 苏姣 祝兵 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期67-75,共9页

为探究双层六线铁路列车-桥梁系统耦合振动的空间效应,通过数值方法实现了车桥耦合振动的仿真计算,确定了空间影响规律及全桥最不利杆件位置,并应用于疲劳损伤评估.结合实际列车开行频率建立车桥系统仿真模型,获取桥梁变幅应力时程,并基... 为探究双层六线铁路列车-桥梁系统耦合振动的空间效应,通过数值方法实现了车桥耦合振动的仿真计算,确定了空间影响规律及全桥最不利杆件位置,并应用于疲劳损伤评估.结合实际列车开行频率建立车桥系统仿真模型,获取桥梁变幅应力时程,并基于Miner线性损伤累积理论与S-N曲线进行疲劳损伤分析.结果表明:空间行车工况下车桥动力响应满足规范要求;相较于平面行车,空间行车时车辆动力响应增大,且动车组比货物列车增幅更明显,动车组安全性指标的空间-偏载系数达到3.808;空间行车对桥梁的横向位移影响严重,影响系数达到1.546;空间行车时桥梁各关键杆件的疲劳损伤指数出现不同程度的增幅,最高可达48.21%;桥梁服役期间主桁最不利杆件连接细节处疲劳损伤度为0.509. 展开更多

关键词 多线铁路 车桥耦合振动 联合仿真 多体系统动力学 疲劳性能评估

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基于随机车流的大跨径双层公路悬索桥疲劳性能评估 被引量：1

2

作者 刘沐宇 韩征 邓晓光 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2017年第4期575-580,共6页

由于车辆荷载在桥梁上的分布状态极为复杂,在进行疲劳性能评估时,采用标准疲劳车进行加载不能真实反映杆件的受力历程.采用蒙特卡罗法模拟各个车道的随机车流作为疲劳荷载,将其加载到危险杆件的应力影响线上,得到更加符合实际情况的应... 由于车辆荷载在桥梁上的分布状态极为复杂,在进行疲劳性能评估时,采用标准疲劳车进行加载不能真实反映杆件的受力历程.采用蒙特卡罗法模拟各个车道的随机车流作为疲劳荷载,将其加载到危险杆件的应力影响线上,得到更加符合实际情况的应力时程.随后采用雨流计数法处理应力时程得到危险杆件的应力谱,根据等效损伤累计理论计算危险杆件200万次的等效应力幅用以疲劳性能评估.结果表明,武汉杨泗港长江大桥钢桁梁疲劳性能满足设计要求. 展开更多

关键词 疲劳性能评估 随机车流 双层公路桥 钢桁梁 等效应力幅

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地铁转向架排障器的结构改进及疲劳性能评估 被引量：4

3

作者 许喆 智鹏鹏 刘东亮 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期217-224,共8页

针对某线路地铁列车在服役过程出现的转向架排障器断裂和边缘裂纹萌生现象,分析其故障原因,提出一种有限元分析与动应力试验相结合的疲劳性能评估方法,以验证改进排障器结构设计的合理性。首先,对出现断裂或边缘裂纹的排障器结构从设计... 针对某线路地铁列车在服役过程出现的转向架排障器断裂和边缘裂纹萌生现象,分析其故障原因,提出一种有限元分析与动应力试验相结合的疲劳性能评估方法,以验证改进排障器结构设计的合理性。首先,对出现断裂或边缘裂纹的排障器结构从设计及结构、制造和原材料方面进行综合分析,提出相应的结构改进方案。其次,依据EN13749标准对新型排障器结构进行静强度和疲劳强度分析,明确其危险部位。再次,综合考虑仿真分析结果及操作空间确定应变片布置方案,对其进行线路试验测试。最后,采用Miner线性累计损伤法则和IIW推荐的S-N曲线评估排障器的疲劳性能。结果表明:基于有限元分析和动应力试验的新型排障器疲劳性能均满足要求,二者相互佐证进一步验证新型结构设计的合理性,同时仿真分析结果为合理布置测点提供了理论参考。 展开更多

关键词 转向架排障器 有限元分析 动应力试验 疲劳性能评估

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道路交通负荷下桥梁结构的疲劳性能评估与维护策略研究

4

作者 王吉 《中华传奇（上旬）》 2021年第16期0157-0158,共2页

随着城市化的快速发展和交通运输的不断增长,道路桥梁作为城市基础设施的重要组成部分,承担着日益增加的交通负荷。然而,长期以来,桥梁结构的疲劳性能评估和维护策略研究一直是桥梁工程领域中的重要课题。疲劳破坏是桥梁结构最常见的失... 随着城市化的快速发展和交通运输的不断增长,道路桥梁作为城市基础设施的重要组成部分,承担着日益增加的交通负荷。然而,长期以来,桥梁结构的疲劳性能评估和维护策略研究一直是桥梁工程领域中的重要课题。疲劳破坏是桥梁结构最常见的失效形式之一,而对于处于频繁交通负荷下的桥梁来说,疲劳性能的评估和维护至关重要。本文旨在通过综合研究和分析,探讨道路交通负荷下桥梁结构的疲劳性能评估与维护策略。 展开更多

关键词 道路交通负荷 桥梁结构 疲劳性能评估 维护策略

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开口T形加劲肋正交异性钢桥面板疲劳性能研究

5

作者 姜磊 元敏 +2 位作者 邹博文 刘永健 杨万鹏 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期78-88,共11页

为了分析并对比采用开口T形加劲肋形式正交异性钢桥面板的疲劳性能,采用Midas Civil建立全桥模型,提出横隔板顶部不开孔的开口T肋正交异性钢桥面板、横隔板顶部开孔的开口T肋正交异性钢桥面板、闭口U肋共3种设计方案,采用Abaqus分别建... 为了分析并对比采用开口T形加劲肋形式正交异性钢桥面板的疲劳性能,采用Midas Civil建立全桥模型,提出横隔板顶部不开孔的开口T肋正交异性钢桥面板、横隔板顶部开孔的开口T肋正交异性钢桥面板、闭口U肋共3种设计方案,采用Abaqus分别建立局部三维实体模型,对3种设计方案展开参数分析,并采用热点应力法进行疲劳性能评估。结果表明,全桥疲劳易损断面位置处于跨中顶板厚度为18 mm的E类梁段。方案3在各个疲劳构造细节处的热点应力幅均高于方案1和方案2。方案1仅在疲劳构造细节⑤处的热点应力幅小于方案2,其余几个疲劳构造细节的应力幅均高于方案2,在疲劳构造细节①处的热点应力幅降幅最大,约为34.75%,在疲劳构造细节③的热点应力幅降幅最小,仅为7.16%。无论顶板厚度变化还是横隔板厚度变化,变化幅度最大的位置均是疲劳构造细节①和②,其余位置疲劳应力幅对于顶板厚度变化较横隔板厚度变化敏感。方案2并无超出热点应力S‑N曲线疲劳截止限的位置,而方案1和方案3超出疲劳截止限的位置疲劳性能均满足规范中对正交异性钢桥面板疲劳性能验算的要求。 展开更多

关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 开口T肋 疲劳构造细节 热点应力法 疲劳性能评估

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直角突变式支座薄腹钢吊车梁疲劳性能评估与加固技术研究 被引量：1

6

作者 毕登山 王建强 +4 位作者 幸坤涛 严勇 李忠煜 程卓 肖树豪 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期243-254,共12页

设直角突变式支座的薄腹钢吊车梁,在吊车荷载作用下,腹板平面外变形产生的弯曲应力导致吊车梁腹板的疲劳性能明显降低。实际工程中的直角突变式支座薄腹吊车梁,在插入板端部位置的腹板沿竖向产生疲劳裂纹,裂纹长度最大达到300 mm,继续... 设直角突变式支座的薄腹钢吊车梁,在吊车荷载作用下,腹板平面外变形产生的弯曲应力导致吊车梁腹板的疲劳性能明显降低。实际工程中的直角突变式支座薄腹吊车梁,在插入板端部位置的腹板沿竖向产生疲劳裂纹,裂纹长度最大达到300 mm,继续开裂会严重威胁生产安全。通过实测开裂的直角突变式支座薄腹吊车梁的动态应力、欠载效应的等效系数及平面外动态变形,得出吊车运行频繁程度和插入板端部切角弧度是影响插入板端部位置腹板疲劳强度的关键因素。采用有限元法和疲劳裂纹扩展分析技术,对直角式突变支座薄腹吊车梁插入板端部的腹板开展了拟静态疲劳裂纹扩展模拟,得出裂纹长度与应力强度因子的关系曲线。提出了适用于直角突变式支座薄腹吊车梁的钢板高强螺栓加固和“贝壳板”焊接加固两种加固方法,并对比分析了两种加固方法的有效性。证明钢板高强螺栓加固和“贝壳板”焊接加固均可有效降低裂纹尖端的应力强度因子,提高直角突变式支座薄腹钢吊车梁疲劳强度。 展开更多

关键词 钢吊车梁 薄腹 直角突变式支座 疲劳性能评估 裂纹扩展 疲劳寿命 加固技术

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正交异性钢桥面板焊接接头疲劳评估方法 被引量：11

7

作者 崔闯 刘益铭 +2 位作者 廖贵星 张清华 卜一之 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1011-1017,共7页

传统正交异性钢桥面板疲劳性能评价方法评估精度不足,为准确评估其焊接接头的疲劳性能,基于线性累积损伤理论,探讨了结构应力法、切口应力法用于正交异性钢桥面板焊缝疲劳性能评估的可行性和准确性.以典型正交异性钢桥面板为研究对象,... 传统正交异性钢桥面板疲劳性能评价方法评估精度不足,为准确评估其焊接接头的疲劳性能,基于线性累积损伤理论,探讨了结构应力法、切口应力法用于正交异性钢桥面板焊缝疲劳性能评估的可行性和准确性.以典型正交异性钢桥面板为研究对象,采用足尺模型试验和仿真分析,并结合已有试验数据对上述评估方法进行验证.研究结果表明:与结构应力法相比,采用切口应力法或传统名义应力法评价正交异性钢桥面板的疲劳性能时,评价结果的离散性大;采用结构应力法(离散度为3倍标准差的主S-N曲线时)更准确,适用于正交异性钢桥面板焊接接头疲劳性能评估. 展开更多

关键词 正交异性钢桥面板 疲劳性能评估 切口应力法 结构应力法 主S-N曲线 疲劳试验

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钢结构疲劳性能提升关键技术研究与应用 被引量：1

8

作者 岳清瑞 刘晓光 +12 位作者 常好诵 张玉 王立军 张清华 张玉玲 郑云 段梦兰 幸坤涛 赵欣欣 汪明 赵晓青 鞠晓臣 崔闯 《建设科技》 2023年第11期27-30,共4页

复杂荷载条件和服役环境条件下结构疲劳性能问题,是制约新型钢结构工程可持续发展的世界性难题,发展相关关键技术,有效提升其疲劳性能,保障结构的安全性与耐久性,是我国国民经济可持续发展的迫切需要和重大战略需求。本项目针对钢结构... 复杂荷载条件和服役环境条件下结构疲劳性能问题,是制约新型钢结构工程可持续发展的世界性难题,发展相关关键技术,有效提升其疲劳性能,保障结构的安全性与耐久性,是我国国民经济可持续发展的迫切需要和重大战略需求。本项目针对钢结构工程疲劳的关键问题进行联合攻关,取得了疲劳设计、检测评估及性能提升技术体系等系列创新成果。 展开更多

关键词 钢结构疲劳 疲劳设计 疲劳损伤检测 疲劳性能评估 疲劳性能提升

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钢结构桥梁疲劳2020年度研究进展 被引量：21

9

作者 张清华 劳武略 +2 位作者 崔闯 卜一之 夏嵩 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第S01期79-90,共12页

钢结构桥梁具有轻质高强、跨越能力大、易工厂化制造和便于装配化施工等突出优点,是桥梁工程的重要发展方向。但工程实践表明,疲劳与断裂是导致结构服役性能降低甚至引发灾难性事故的关键因素,严重制约了钢结构桥梁发展应用。学者们从... 钢结构桥梁具有轻质高强、跨越能力大、易工厂化制造和便于装配化施工等突出优点,是桥梁工程的重要发展方向。但工程实践表明,疲劳与断裂是导致结构服役性能降低甚至引发灾难性事故的关键因素,严重制约了钢结构桥梁发展应用。学者们从不同的角度对于钢结构桥梁疲劳问题进行了深入系统的研究,现聚焦于疲劳失效机理与抗力评估方法、抗疲劳设计与建造技术、环境因素及其疲劳抗力效应机制、疲劳裂纹识别与监测检测、疲劳开裂处置与性能强化等主要方面。对2020年度在相关领域所取得的最新研究进展进行总结,梳理亟待解决的关键问题以及下阶段的研究重点。结果表明,钢结构桥梁疲劳问题是学术界和工程界的研究热点,在对疲劳性能分析评估理论方法、抗疲劳设计和长寿命结构、抗疲劳建造技术、疲劳损伤监测与疲劳微裂纹检测识别、剩余疲劳寿命预测与疲劳性能强化进行研究的基础上,构建钢结构桥梁全寿命周期抗疲劳技术,是未来的研究重点和重要发展方向。 展开更多

关键词 钢结构桥梁 研究进展 疲劳性能评估 裂纹检测与监测 加固

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钢桁架桥开裂横梁节点足尺疲劳试验研究 被引量：1

10

作者 代力 刘强 +1 位作者 马克政 谭金华 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2021年第2期308-311,共4页

文中基于钢桁架桥实桥裂纹检测结果,选择全桥最大实测裂纹处的横梁与纵梁的节点制作足尺试件,进行钢横梁节点开裂前后和用栓接钢板加固前后的多组试件比照的疲劳试验,并基于试件疲劳试验的理论损伤度计算结果进行了加固后节点疲劳性能评... 文中基于钢桁架桥实桥裂纹检测结果,选择全桥最大实测裂纹处的横梁与纵梁的节点制作足尺试件,进行钢横梁节点开裂前后和用栓接钢板加固前后的多组试件比照的疲劳试验,并基于试件疲劳试验的理论损伤度计算结果进行了加固后节点疲劳性能评估.研究结果表明:钢桁架横梁节点裂纹采用的栓接钢板加固方式对横梁开裂的局部区域应力幅改善显著,在试验荷载工况下,原裂纹几乎不再扩展;各试件破坏时的理论损伤度研究表明:加固后梁的整体寿命提高近8%.试件破坏过程表明在继续承受大应力幅疲劳荷载作用下,梁会在新的薄弱位置形核新的裂纹,可能出现新裂纹的易损部位主要包括肋板下端焊缝、下翼缘板螺栓开孔中心和下翼缘板贴钢板的边缘. 展开更多

关键词 桥梁工程 钢桁架桥 开裂横梁节点 疲劳性能评估 疲劳试验研究

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钢-超高性能混凝土组合桥面系中栓钉连接件的疲劳性能研究 被引量：33

11

作者 刘诚 樊健生 +3 位作者 聂建国 胡建华 崔剑峰 唐亮 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期139-146,共8页

针对钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面系中栓钉连接件疲劳性能研究不足的状况,采用精细数值模型和模型疲劳试验,对岳阳洞庭湖大桥的钢-UHPC组合桥面系中栓钉连接件的疲劳性能进行了研究。在精细数值模型分析中,建立了岳阳洞庭湖大桥的... 针对钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面系中栓钉连接件疲劳性能研究不足的状况,采用精细数值模型和模型疲劳试验,对岳阳洞庭湖大桥的钢-UHPC组合桥面系中栓钉连接件的疲劳性能进行了研究。在精细数值模型分析中,建立了岳阳洞庭湖大桥的多尺度有限元模型,提取了栓钉剪应力的影响面,基于中国《公路钢结构桥梁设计规范》的标准疲劳车,计算得到了栓钉等效疲劳剪应力幅。在模型疲劳试验中,取桥面系的正弯矩和负弯矩板带,设计了1组2个梁式足尺疲劳试件,其中正、负弯矩试件中的栓钉分别在119.5MPa和72.0MPa名义剪应力下经历了200万次疲劳加载。再考虑了影响面大小、车流量和设计年限等因素对等效疲劳应力幅进行修正,并对栓钉的疲劳寿命进行了评估。结果表明:试件在经历200万次疲劳加载后应变仍保持平截面,未发生明显界面疲劳破坏,可保守取119.5 MPa和72.0 MPa作为正、负弯矩板带试件中栓钉的疲劳强度;洞庭湖大桥组合桥面系中的栓钉连接件具有足够的疲劳承载力安全储备,能够满足120年的设计寿命要求。 展开更多

关键词 桥梁工程 钢-UHPC组合桥面系 疲劳试验 栓钉连接件 疲劳性能评估 多尺度有限元

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港珠澳大桥正交异性钢桥面板纵肋现场接头疲劳特性 被引量：8

12

作者 黄云 张清华 +1 位作者 卜一之 李乔 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期34-43,59,共11页

为研究正交异性钢桥面板钢箱梁结构纵肋现场接头的疲劳性能,以港珠澳大桥中2类典型闭口截面U形纵肋的现场接头(焊接与栓接)作为研究对象,对其疲劳特性进行了试验和理论研究。依据实桥结构尺寸设计了2组4个足尺试件模型,并对现场焊接与栓... 为研究正交异性钢桥面板钢箱梁结构纵肋现场接头的疲劳性能,以港珠澳大桥中2类典型闭口截面U形纵肋的现场接头(焊接与栓接)作为研究对象,对其疲劳特性进行了试验和理论研究。依据实桥结构尺寸设计了2组4个足尺试件模型,并对现场焊接与栓接2种常用接头形式在设计寿命服役期内的疲劳性能进行了试验验证,在此基础上,对既有正交异性钢桥面板疲劳损伤案例中占比例较高的焊接接头疲劳损伤特性进行了相关疲劳试验与疲劳性能评估;通过在焊缝两侧对称布置2排电阻应变计获得不同疲劳加载次数下各测点的主拉应力实测值,揭示了焊接接头局部区域主拉应力随疲劳加载次数的变化规律,并结合超声波与磁粉探伤判断焊缝位置裂纹的萌生状况;分别建立实体与板壳有限元模型,计算出用于焊接接头疲劳评估的等效结构应力幅,探讨了结构应力法应用于该类细节疲劳评估的可行性和合理性。研究结果表明:2类纵肋现场接头中各关键测点的主拉应力在疲劳验证试验阶段基本保持不变,其疲劳性能均满足设计要求且具有一定的安全储备;随疲劳加载次数的增加,疲劳裂纹萌生初期的累积损伤会引起附近局部区域结构刚度下降,导致该区域内的主拉应力值出现不同幅度的增大;结构应力法适用于正交异性钢桥面板纵肋现场焊接接头部位的疲劳性能评估,且评估结果稳定、离散性较小。 展开更多

关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 结构应力法 纵肋现场接头 疲劳试验 疲劳性能评估

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