基于可靠性理论的重载铁路钢桁梁疲劳性能评估
王亚伟;王丽;王幸业;李旭伟;以朔黄铁路一座64 m单线简支钢桁梁桥为研究对象，通过实测数据得到列车荷载的随机分布特征，建立桥梁有限元模型，通过影响线加载得到杆件的应力历程，采用雨流计数法得到杆件的等效应力幅值和循环次数，基于建立的疲劳可靠度极限状态方程，对钢桁梁杆件和系统的可靠度进行了评估。结果表明：列车的质量分布主要服从正态和极值Ⅰ型分布，列车的牵引总质量和铁路运量随着时间的推移不断提高；下弦杆、吊杆和横梁纵向角焊缝100年的疲劳失效概率均小于失效临界值，斜拉杆A1E2纵向角焊缝100年的疲劳失效概率为2.65%，超过了失效临界值，端纵梁纵向角焊缝100年的疲劳失效概率为99.41%，在运营期内的疲劳失效风险大，须要重点关注；钢桁梁系统运营100年的失效概率为13.25%，相应的系统可靠度指标为1.115，桥梁系统的疲劳失效概率在72.64年达到失效临界值（2.3%），低于主要杆件疲劳极限的运营年限。
考虑遮蔽影响的铁路结合梁经时温致效应研究
温宗意;以北京地区2024年全年气温数据为依据，建立40 m跨度铁路钢-混结合梁有限元分析模型，对全年日照影响下结合梁温致效应进行数值仿真分析，研究钢-混结合梁全年的经时温度场、位移，以及栓钉界面剪力分布。结果表明：受轨道板及底座板的保温作用，底座板覆盖范围内温度沿混凝土板高度线性变化，不同季节内桥面板顶底温差小于5℃；受底座板覆盖影响，横向温度分布呈多段状，覆盖段内可按直线分布，同一时段内桥面板横向最大温度差超过10℃；直射点不在钢梁腹板时，温度沿钢梁高度方向可按固定值取值。受温度作用影响，结合梁发生最大上拱10.9 mm，下挠11.1 mm，横向位移1.5 mm。栓钉纵向应力（幅）在具有横向约束侧的跨中、梁端超过50 MPa，梁端栓钉分别在1月、2月出现最大应力，跨中栓钉在8月出现最大应力。
U形钢-混组合盖梁极限承载能力试验研究
刘恒;任剑;肖林;温宗意;卫星;本文针对一种半预制U形钢-混组合盖梁（USCCB），制备了2个缩尺比为1∶2的试件并开展四点弯曲试验，通过涂抹脱模剂模拟钢-混界面脱空以探究其对该类型盖梁力学性能的影响。基于典型截面建立了考虑材料非线性关系的正弯承载能力计算公式。试验结果表明：与脱空试件相比，USCCB的钢外壳与核心混凝土协同变形能力强，钢-混界面未出现明显脱空现象。极限荷载下2个试件均表现为跨中混凝土先压溃，随后翼缘板发生不同程度的屈曲变形。脱空试件极限承载力降低约5.9%，跨中挠度、延性系数和塑性系数分别增加24.8%、31.6%和3.2%，在此基础上通过弯曲破坏计算公式对等效矩形应力图高度系数进行了修正，建议取0.7～0.8。
单梁及多主梁钢板组合梁桥力学性能试验研究
邓薇;杨刚;陈焕勇;卫星;肖林;温宗意;为研究多主梁钢板组合梁的力学行为及荷载传递规律，首先开展了一座包含横梁、钢板梁及混凝土桥面板、缩尺比例为1∶3.33的多主梁钢板组合梁试验。随后，对切割分离所得的两根组合梁单梁进行了静载试验。最后，系统分析了不同荷载布置、横梁数量、单梁与多梁体系下各主梁的结构响应特征，包括荷载-挠度曲线、弯曲刚度、应变分布规律、横向弯矩分布等。结果表明：横梁与混凝土桥面板是荷载横向传递的关键构件；在梁间加载工况下主梁抗弯刚度最大，在中梁加载工况下桥面板剪力滞效应显著。横梁布置对结构整体性能具有显著影响，当横梁数量由6根减至0，抗弯刚度与横向弯矩分别降低了44.0%和35.1%。与多主梁体系中主梁相比，桥面板分离后单主梁抗弯刚度降低了18.9%。
斜拉桥锚拉板式索梁锚固区疲劳试验
赵骏铭;陈鹏;卫星;肖林;温宗意;为研究斜拉桥上一种新型锚拉板式索梁锚固区的抗疲劳性能，对其进行足尺模型疲劳试验。建立索梁锚固区的主梁梁段有限元模型和索梁锚固结构试验模型并进行对比。结果表明：试验模型可以有效模拟索梁锚固区在实桥的受力状态。试验模型在240万次设计活载索力循环加载后仍保持弹性，未出现可见裂纹，没有出现明显的应力重分布，索梁锚固区的抗疲劳性能满足设计要求。对锚拉板-主梁腹板非共面对接焊接节点进行了疲劳抗力测试，该节点可以利用欧洲规范EN 1993-1-9:2005中疲劳强度为80 MPa的对接焊接构造细节S-N曲线作出保守的疲劳寿命预测。
考虑剪切效应的结构钢本构关系
易云焜;汪阳;梁辰;张雅俊;钢与组合结构的精细化分析应准确考虑结构钢的本构关系，现阶段既有结构钢的拉伸真实应力-应变本构模型会高估其抗剪力学特性。为此，本文开展Q235、Q420、Q550、Q690、Q890结构钢的拉伸试验、剪切试验、螺栓连接试验和数值模拟分析，提出考虑剪切效应的结构钢本构模型，以准确描述结构钢的剪切真实应力-应变关系。结果表明：本文提出的剪切真实应力-应变模型能准确评估Q235—Q890结构钢的抗剪力学性能，结合非耦合延性断裂准则能精确预估剪切断裂变形特征；结合非耦合损伤断裂模型，考虑了剪切效应的真实应力-应变计算模型能准确评估螺栓连接板的剪切极限承载力、破坏模态，与试验结果相比最大误差小于1%，而拉伸应力-应变计算模型的最大误差达到10%。
正交异性钢桥纵肋-面板构造细节的应力行为研究
张琳;袁涛;祝志文;邓石磊;王刚巧;为了研究纵肋-面板（Rib-to-Deck,RD）构造细节的轮载应力响应特征，在某环氧铺装沥青混凝土正交异性桥面板上开展了RD构造细节的现场应力监测，基于连续一周的现场监测数据，研究了RD构造细节的轮载应力行为。建立正交异性桥面板精细化有限元模型，开展了RD构造细节的有限元分析。结果表明：RD构造细节的面板侧应力响应以局部效应为主，整体效应为辅，且局部效应远大于整体效应；在横桥向，当轮载中心偏离构造细节距离大于1倍纵肋中心距之后，面板侧与纵肋侧的应力幅值都急剧减少，因此可以忽略相邻车道并行的应力叠加效应；在纵桥向，RD构造细节的应力响应影响线仅在2个横隔板距离之间。当RD构造细节位于轮载正下方附近时，能精准识别随机车流的轴数。有限元分析与现场监测结果一致，RD构造细节的面板侧应力幅值均大于纵肋侧，轮载作用下的纵肋侧焊趾的疲劳抗力高于面板侧。
桥梁薄壁钢壳塔柱拼装方案对比
李峰;潘丽婷;李小松;近几年的悬索桥、斜拉桥塔柱设计中，薄壁钢壳构造占比增大。这种结构相较于传统钢塔柱更加复杂，所用钢板壁厚更薄，给钢结构制造带来了许多挑战。本文在对比狮子洋大桥与安罗大桥薄壁钢壳塔柱拼装方案的基础上，梳理其结构特点与关键尺寸，介绍两桥钢塔柱的拼装方案（包括板单元制作与整体拼装），并从拼装流程、工装设备、成本及适用性等方面进行综合对比分析。结果表明：结构复杂的钢塔柱宜采用整体立拼，结构规律性强的则适用“分块卧拼+整体立拼”工艺；方案选择应综合考虑拼装场地条件与总体成本，以确保项目经济可行。本研究可为未来类似工程提供参考，助力钢结构制造企业降本增效，并推动钢结构桥梁建造技术进步。
300 km/h速度级下轮轨载荷特征分析
孙鹏田;牛留斌;张格明;杨飞;为了揭示300 km/h速度级下高铁线路轮轨分布载荷特征，本文采用连续型测力轮对获取A型、B型复兴号动车组以300 km/h通过直线、曲线及18~#道岔区的轮轨力数据，结合时频域统计分析开展研究。结果表明：轮轨载荷在大样本条件下近似正态分布，且周期性轨道激励中波磨引起的垂向力成分显著高于其他因素。道岔工况下的垂向力较静轮重有明显增加，且波动幅度最大；曲线工况的轮轨力波动与轴重、曲线超高有密切关系，且均呈正相关关系。直线与曲线工况下轮轨载荷的振动峰值主要集中在中低频范围，道岔区表现出较为复杂的共振特性。整体上，轴重较大的B型车的轮轨力及波动范围普遍大于A型车，且对轨道不平顺及结构激扰的响应更为显著。
特大连续刚构桥上无缝道岔动态行为
冯雁;岳彤;为研究特大连续刚构桥上铺设无缝道岔的可行性，以一座（90+180+90） m连续刚构桥上无缝道岔为研究对象，基于岔-桥相互作用机理，构建涵盖无缝道岔、有砟轨道与桥梁的空间耦合静动力学模型，研究温度荷载以及列车制动/启动荷载下大跨度桥梁上无缝道岔的力学行为。本文首次提出了适用于（90+180+90）m连续刚构桥梁的无缝道岔布置方案，并据此形成了一整套针对特大连续刚构桥梁无缝道岔的设计检验方法。结果表明：连续刚构桥上铺设无缝道岔时，可通过在刚构桥和相邻桥上设置小阻力扣件减小梁端钢轨应力；列车动荷载作用下，转辙器区和辙叉区出现较大的轮载波动，但行车的安全性和舒适性指标均有较大安全余量；增大桥梁刚度对车辆及道岔结构动力响应影响不大；双线会车时行车的安全性和舒适性指标、桥梁结构的动力响应均增大，但都在规范要求范围内。
GNSS/IMU-视觉组合道岔几何参数快速综合检测方法设计
荆莹;齐昆;王子豪;梁宏波;针对目前道岔几何参数手工检测效率低、检测项目单一等问题，本文提出一种结合全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）/惯性导航系统（Inertial Measurement Unit,IMU）组合导航与视觉测量技术的非接触式道岔工务几何参数综合检测方法，并设计一种非接触式道岔检查仪。基于组合测量模型，完成了道岔检查仪机械结构的设计方案，制作了工程样机，并利用样机分别在测试平台与18号可动心轨道岔上开展重复性与可靠性测试。结果表明：设备在轨距测量中的示值误差均小于±0.3 mm，重复性极差小于0.15 mm；降低值测量误差均小于±0.3 mm。该设备能够实现道岔几何参数的快速精密测量。
期刊简介
期刊名称： 铁道建筑
创办日期： 1961年7月
主管部门： 中国国家铁路集团有限公司
主办单位： 中国铁道科学研究院集团有限公司
刊期： 月刊
电话：010-51849235
Email：tdjzbjb@126.com tdjz@rails.cn
国内统一刊号(CN)： 11-2027/U
国际标准刊号(ISSN)：1003-1995
微信号：tdjz-1961
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