城际铁路高架桥箱梁车行疲劳累积损伤机制及其理论研究

新设计

复杂运行条件下城际轨道交通高架桥车行冲击动力响应及其累积损伤演化机制研究

市基金优秀成果

该项目以城际铁路高架桥箱梁为主要研究对象，探索其车行冲击动力响应及其累积损伤特性。为此，项目围绕混凝土材料性能、车桥相互作用原理、桥梁荷载效应谱、高架桥箱梁疲劳损伤试验、箱梁疲劳累积损伤机理及其基本理论等几个方面开展研究工作，主要研究成果如下： 1)围绕混凝土材料开展材料率相关性和疲劳剩余强度研究。项目就混凝土损伤机理开展试验研究，评价其率相关特性、疲劳损伤特性及其尺寸效应特性，提出了考虑相关特性的混凝土强度修正计算公式。 2)围绕城际轨道交通高架桥箱梁开展车行冲击动力响应研究。开展了箱梁模态动态测试和结构现场动载实验数据统计回归，推导了车辆和简支桥梁间相互作用振动方程，补充并完善相关理论；基于城际轨道交通多种行车工况，对箱梁动力响应、共振效应和薄弱部位应力水平开展分析与评价；同时开展桥梁荷载效应谱研究，就桥梁薄弱部位预测疲劳寿命。 3)开展城际铁路高架桥箱梁多级变幅疲劳损伤试验研究。就缩尺比例为1:11的预应力混凝土箱型截面和等效矩形截面模型梁开展疲劳累积损伤试验研究，揭示箱梁构件疲劳累积损伤过程及其失效形态，实测并获取大量基础研究数据，为进一步开展损伤分析提供技术和数据支撑。 4)开展高架桥箱梁疲劳累积损伤机理及其基本理论研究。项目探索了城际铁路高架桥箱梁疲劳损伤机理及其临界失效状态下的破坏机理，并围绕损伤构件极限承载力、疲劳强度验算、刚度与变形、裂缝及可靠度等议题开展了疲劳验算理论研究，补充高架桥疲劳耐久性和安全性设计依据及方法。