中国公路铁路钢桥疲劳与国外规范对比

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浅议中美两国铁路桥梁技术标准的部分异同点

浅议中美两国铁路桥梁技术标准的部分异同点

浅议中美两国铁路桥梁技术标准的部分异同点董鹏飞【摘要】结合我院近年来在海外工程设计方面的经验,对比中美两国现行铁路桥梁技术标准,阐述两者间的部分异同点.中美两国铁路桥梁技术标准最大的差异体现在设计活载与设计速度、结构刚度及变形要求、桥梁结构设计方法.对于两国标准的实质内容而言,美国标准更偏重于普速及重载,缺乏高速铁路的实践,虽然在AREMA 中也有部分高速铁路的条文,但明显研究不够深入,大部分条文仅有目录,没有具体条款,具体内容尚在研究中,规范的深度和广度明显不如我国高速规范系列.%In combination with the experiences on oversea engineering designs of our institute in recent years, and comparing the current railway bridge technical-standards of China with that of America, this paper explains the similarities and differences- The comparison results show that, the biggest differences between Chinese and American railway bridge technical-standards are reflected in the design live load and design speed, reflected in the requirements on structural rigidity and structural deformation, and reflected in the bridge structure design methods. As for the actual contents in the technical standards of both countries, the American standards have put more stresses on the normal-speed and on the heavy haul transportation, but the contents on high-speed railway are relatively poor. Although a few technical clauses on high-speed railway have appeared in the AREMA, the relevant technical research is not enough obviously, and the most of these technical clauses on high-speed railway are only with some directories without the specific provisions which arestill in the study. So the deepness and the scope of American standards are clearly inferior to that of Chinese standards.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】7页(P30-36)【关键词】铁路桥梁;技术标准;美国铁路工程手册;容许应力法;极限状态设计法;异同点【作者】董鹏飞【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司公路研究院,西安710043【正文语种】中文【中图分类】U442.5+1随着中国工程设计进一步国际化,越来越多的中国铁路工程建设企业已走出国门,走向了世界,投身到更为广阔的国际市场,从而要求工程技术人员对国外的工程技术标准有一定的了解。

钢结构拱桥国标与美标设计及施工的差异性研究

钢结构拱桥国标与美标设计及施工的差异性研究

钢结构拱桥国标与美标设计及施工的差异性研究摘要:钢结构拱桥是现代桥梁工程中常见且重要的结构形式之一,其设计和施工对确保桥梁的安全性和稳定性至关重要。

本文旨在研究钢结构拱桥在国标与美标设计和施工中的差异性,通过比较两种标准规范的要求,分析其在弯曲稳定性、荷载标准、材料规范和分析方法等方面存在的差异。

研究结果将有助于理解并遵循适用的标准规范以及更好地进行钢结构拱桥的设计和施工。

关键词:钢结构拱桥;美标;国标;差异Research on the difference of design and construction of steel structure arch bridge between national standard and American standardWu Liang(China Railway 10th Bureau Group Co., Ltd., Jinan, Shandong, 266011)Abstract:Steel arch bridge is one of the most common and important structural forms in modern bridge engineering. Its design and construction are very important to ensure the safety and stability of bridge. The purpose of this paper is to study the differences in the design and construction of steel structure arch Bridges between the national standard and the American standard. By comparing the requirements of the two standards, the differences in bending stability, load standards, material specifications and analysis methods are analyzed. The results of the study will help to understand and follow the applicable standard specifications and better design and construction of steel structure arch Bridges.Key words:Steel arch bridge; Us standard; The National Standard; discrepancy;1 引言钢结构拱桥作为一种重要的桥梁结构形式,在现代桥梁工程中广泛应用,并且对于确保桥梁的安全性和稳定性起着至关重要的作用。

中外道路桥梁比较及我国现今存在的主要问题

中外道路桥梁比较及我国现今存在的主要问题

B RIDGE&TUNNEL桥梁隧道国外道桥施工与设计整体的先进性在施工管理方面(以日本为例) 日本的桥梁施工采用监督员和现场代理人制,监督员是由建设部在全国各地的建设处人员承担,属于国家公务员。

由于公务员只需通过国家公务员考试,所以其专业知识不一定很强,主要是对现场代理人进行管理,所以一位监督员也可以同时监督几个桥梁工地,其职责是审查由代理人呈报上来的各种材料,并由其签字生效,其依据是施工管理标准。

在日本经过多年努力,由专家们根据不同桥梁、施工特点,编制了不同的管理表格,内容极为详细,对施工的项目,需测定的部位,误差的大小,均有明确的规定,并有照片佐证。

监督员有时也根据管理标准,去施工现场对某一环节加以验收。

施工管理的另一个特点是施工的照片写实管理,其工程照片包括①施工前的现场准备;②施工过程;③安全管理;④使用材料;⑤质量管理;⑥其它(公害、环保等)。

并且对照片的尺寸、需拍摄的项目、位置、时间、次数等均有明确的规定,同时在需拍摄的部位还要有一块小黑板,标明工程总名称、分项工程名称、测点位置、设计值、实测值及略图等。

看起来很直观,既方便了以后的检查,也避免了弄虚作假,虽然我国在工程中,也进行了大量拍照,但还没有象日本那样规范化、制度化。

设计方面(以新加坡为例)作为设计的权威依据就是道路桥梁设计规范,它他共有五册。

第一册是共同篇,第二册是共同篇和钢桥篇,第三册是共同中篇和混凝土桥篇,第四册是共同篇和下部构造篇,第五册是抗震设计篇。

每一册后面均附有对规范的解释。

每一册均由相应的专门委员会负责编写。

其委员会由全国桥梁设计、施工方面的专家组成。

根据世界桥梁的发展状况和设计、施工中反映出来的问题,基本上每年都再版、修订一次,使规范不断丰富、不断完善,成为广大设计人员的得力工具。

具体施工人员的敬业精神(以德国为例)在德国感受最深的,是其敬业精神,无论是技术人员还是工人,都兢兢业业干好本职工作。

自己的工作干完了,如果不是到了规定的休息时间,都不会休息,而是主动帮助别人干,如果别人的工作不是很忙的话,就开始自觉的收拾、打扫现场。

中英两国桥梁设计规范的几个异同点_张惠群

中英两国桥梁设计规范的几个异同点_张惠群

至于横向折减系数 , JT J001- 97标准与 1978年版 BS5400标准的规定值基本相同。按有关规定计算 ,多行 车队布载时横向折减系数比较见表 1。
表 1 一般情况下多行车 队布载时横向折减系数比较
布载车 道数
1 2 3 4 5 6 7 8
B S5400 (英 1978年版 ) 1. 0
显然 , JT J001- 97标准在车道数超过 2个时 ,横向 折减系数的增量为 0. 30~ 0. 36,平均为 0. 33。 1978年 版 BS5400规定从第 3条分车道开始 ,应按 HA均布荷 载和线荷载的 1 / 3布置加载 ,即从第 3条分车道开始 ,
取横向折减系数增量为 0. 333。显然 , 1978年版 BS5400 与 JT J001- 97的横向折减系数取值相同。 因 BD37 / 88 于 1989年颁布 , 70年代后期开始英国重载汽车数目剧 增 ,故与 1978年版 BS5400相比 , BD37 / 88活载标准及 轴重有较大增加 ,横向折减系数亦有所增大 ,其增量自 第 3个车道开始一般为 0. 6。 BD37 / 88活载取值的这种 趋势值得我们在修订有关桥梁设计规范时注意。
对于 U LS,Vf1一般取 > 1. 00的数值 ,其值为 1. 1~ 1. 75不等 (风载起减载作用时取 1. 00)。对于 SLS,Vf1一 般取值 1. 00,特别地附加恒载即二恒取 1. 2,温差效应 取 0. 8,单独 HA荷载在组合 1中取 1. 2,单独 HB或 HA加 HB在组合 1中取 1. 1。 但当各部分恒载的 Vf1都 取 1. 0,总荷载效应却更不利时 ,对 U L S法 Vf1应取 1. 0。 对 混 凝土 及 预应 力混 凝 土结 构 , Vf3一般 取 值 1. 0~ 1. 15。

浅析中俄铁路桥梁设计活载对比

浅析中俄铁路桥梁设计活载对比

浅析中俄铁路桥梁设计活载对比在社会经济的推动下,国际铁路事业有了较大发展,各跨国铁路都不断涌现,给人们的出行带来了较大便利。

在中俄铁路桥梁设计中,由于中俄两国在铁路设计多方面都存在着不同标准,如果按照各自的标准进行操作,将难以保障铁路的设计质量及运作效果,所以设计出能同时适用中俄两国的相应活载等值具有重要作用。

因此,技术人员可将中俄相应的设计活载进行对比,并根据实际情况进行调节,适应两国各种铁路情况,从而更好地保障铁路桥梁的正常运作。

1 中俄铁路桥梁设计活载对比分析需求在建设跨中俄两国的铁路桥梁时,一般会使用单线套轨技术,所以在实际设计过程中,铁路既要满足中-活载需求,又要符合俄罗斯CK活载通行要求。

在我国目前的铁路桥梁设计规范中,一般应用容许应力法进行设计,包括《铁路桥梁钢结构设计规范》《铁路桥涵设计基本规范》等。

俄罗斯则采用极限状态法进行设计,设计规范包括《公路、铁路、城市道路桥涵设计规范》等。

在实际情况中,两国铁路桥梁设计规范在活载标准、设计内容、设计方法等方面都存在较大差异,在这种情况下,只有对中俄两国铁路桥梁设计规范中各项内容进行对比,并根据实际情况进行调整,制定出合理的跨国铁路桥梁设计参数,这样才能确保铁路桥梁设计能同时满足中俄两国的需求,确保铁路正常运作。

2 中俄铁路桥梁活载设计对比分析2.1 竖向静活载比较如图1,显示的是中-活载。

其前部37.5m象征性的代表机车,后部代表车辆活载。

它代表各种机车车辆对桥梁所产生的最大影响,所以加载时可由计算图式中任意截取,并按规定进行加载,或按换算均布活载加载。

俄罗斯铁路设计相关规范中,铁路列车标准竖向活载(CK)采用线路能采纳的最大等代荷载γ计算,这种荷载取为24.5K kN以下的各种集中货物和强度为9.81K kN/m的线路均布荷载,系数K表示所加载荷载的等级,永久性结构K=14,相当于343kN的集中荷载和137.2kN/m的均布荷载组合。

浅议中美印巴四国桥梁钢筋混凝土设计规范异同点

浅议中美印巴四国桥梁钢筋混凝土设计规范异同点

浅议中美印巴四国桥梁钢筋混凝土设计规范异同点司大鹏【摘要】文章结合作者在海外工程设计方面的经验,分别从混凝土材料、钢筋材料、耐久性、配筋要求及计算分析等方面,对中国TB 10092-2017《铁路桥涵混凝土结构设计规范》、美国《AREMA》(2009) Volume 2、印度《Concrete Bridge Code》(1997)、巴基斯坦《Indian Railway Standard Code of Parctice for Reinforced Concrete Construction》 (1942)进行对比分析,阐述它们之间的部分异同点.通过比较表明,在各国钢筋混凝土规范中,中国规范规定内容较其它国家规范规定内容更加详细具体、通用性强,结论可供涉外工程参考.【期刊名称】《高速铁路技术》【年(卷),期】2018(009)002【总页数】4页(P57-60)【关键词】混凝土材料;钢筋材料;规范【作者】司大鹏【作者单位】中铁二院工程集团有限责任公司,成都610031【正文语种】中文【中图分类】U214.1+8在我国大力推行建设“一带一路”,中国铁路逐步走向世界的过程中,要求参与各国铁路建设的工程技术人员对国外的工程技术标准有一定的了解,本文针对中国、美国、巴基斯坦和印度四国的铁路桥梁规范,对有关钢筋混凝土结构的材料、耐久性、配筋要求和计算分析进行了对比研究。

1 钢筋混凝土结构1.1 混凝土材料(1)中国TB 10092-2017《铁路桥涵混凝土结构设计规范》[1]中,给出了C25~C60不同等级混凝土的轴心抗压和抗拉极限强度,弹性模量。

设计规范对水泥、骨料、水、拌合等未做具体要求。

混凝土收缩按整体降温5℃考虑,温度系数0.0001。

(2)美国规范《AREMA》(2009)[2]中未给定具体强度等级的混凝土的标准强度和弹性模量,标准强度按照规范要求根据试验确定,对水泥、骨料、水、拌合等做出了具体要求,并要求在设计资料中明确。

中国与日本高速铁路桥梁工程主要技术标准对比分析

中国与日本高速铁路桥梁工程主要技术标准对比分析
《 路 桥 涵 地 基 和 基 础 设 计 规 范 》( B 00 .— 铁 T 10 2 5 2 0 ) 《 路 结 合 粱 设 计 规 定 》 T J4 8 ) 。 0 5 、铁 ( B2— 9 等
1 2 日本 标 准 .
国际化 是铁 路 “ 出去” 略 的最 高形 式 , 究 和 部 署 走 战 研 我 国高速铁 路技 术标 准 与 国外 铁 路先 进标 准对 比分 析 工作 , 对进 一步 完善 高速 铁路 技术 标 准体 系 , 示我 国 展
路 、 速 2 0k 以下 铁 路 的通 用 标 准 和 专 用 标 准 2个 时 5 m
层 次 。
出 去 ”战 略 , 比 分 析 我 国 高 速 铁 路 与 日 本 新 干 线 桥 梁 工 程 设 对
计标准 . 主要 是 设 计 计 算 理 论 、 计 荷 载 及 其 组 合 、 力 系数 、 设 动 桥 梁横 纵 向 刚度 、 体 竖 向 自振 频 率 等 技 术 标 准 , 合 以 上 标 粱 结
度 、 度 、 定 性 和耐久性 。 刚 稳 2. 日本 标 准 2
日本 铁 路 桥 梁 设 计 规 范 是 采 用 基 于 极 限 状 态 法 的 性 能 设 计 而 制 定 的 。 通 过 分 析 使 用 极 限 状 态 、 坏 极 破
日本 新干 线桥梁 结构 检算 主要按下 列荷 载种类进
1 1 中 国标 准 .
要 有 : 铁道 构造 物 等设 计 标 准 ・同解 说 : 《 混凝 土结 构
( 0 4 》 《 道构 造 物 等 设 计 标 准 ・同解 说 : ・ 20 ) 、铁 钢 合 成 结构 ( 0 9 》、 铁 道 构 造 物 等 设 计 标 准 ・同解 说 : 20 ) 《 钢 混结 构 ( 0 2 》、 铁 道 构 造 物 等 设 计 标 准 ・同解 20 ) 《 说: 耐震 设计 ( 9 9 》 《 道 构 造 物 等 设 计 标 准 ・同 19 ) 、 铁 解说 : 变形 控制 ( 0 6 》 《 道 构 造 物 等 设 计 标 准 ・ 20 ) 、 铁 同解说 : 础结 构 ・ 基 挡土 结构 ( 0 0 》 。 20 ) 等 2 设 计计 算 理论

中国公路铁路钢桥疲劳与国外规范对比

中国公路铁路钢桥疲劳与国外规范对比
一等效常幅应力幅这个公式是可以进行推导的见浙江大学夏志斌老师的编写钢结构设计原理抗疲劳设计的流程图细节分级疲劳曲线容许应力抗力荷载普标准疲劳应力历程应力普应力幅外力合格对整座桥对细部我国现行疲劳规范最缺少的即是荷载普的交通统我不知道是否在实际工程中这些规范都会给予严格的验算还是直接根据设计人员的经验
△σ0 等效常幅应力幅
浙江大学夏志斌老师的编写钢结 构设计原理
K——应力谱中各应力幅值的数目;
i——表示离散应力幅的次序的整数值;
ni——发生在应力幅Δσi下的应力循环数,由相应的计数法确定; N——设计寿命期内所有公称应力幅下的循环总数,N=∈ ni ; Δσi——第i级公称应力幅值; [σN]——该细节在N次应力循环下的疲劳容许应力幅; m一是疲劳曲线的指数,对于双对数疲劳曲线来说就是其斜率。一
疲劳可靠性设计:以上参数均只能得到构件是否达到疲劳极限,而不能得到其疲劳寿命, 而可靠性设计即基于疲劳寿命进行研究。
疲劳与稳定的交互作用:对于焊接钢板梁,由于屈曲后产生的出平面位移,运营中会发 生“腹板呼吸”,从而引起腹板、翼缘和加劲肋连 开裂。需要对这种出平面疲劳作用机理进行研究。
疲劳荷载普
和结构的静力设计不同,钢桥的疲劳设计所采用的荷载不应是按最不利情况采 用强度设计时的标准活荷载,而应考虑采用经常作用的各种实际的车辆荷载,从而计 算他们所引起的累积损伤。
之后便可得到应力历程。
应力普与应力历程:由应力历程得到应力普,在通过雨流法得到应力幅,即可进行疲 劳验算。
疲劳曲线与应力分级:疲劳曲线即所谓的S—N 曲线,而每一种疲劳细节类型都有相应 的疲 劳曲线与之对应,用于疲劳验算中的容许应力幅。
Miner线形积伤规则:构件在某常幅应力水平作用下,循环至破坏的寿命为N,则可定义 其在经受n次循环时的损伤为D=n/N。若在k个应力水平下作用下, 各经受ni次循环,则可定义其总损伤为
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我国公路钢桥疲劳规范的不足
我国现行的公路钢桥规范抗疲劳设计方面有以下几点不足: 仍将应力比作为抗疲劳设计的参数。目前公认的抗疲劳设计应力参数是应力 仍将应力比作为抗疲劳设计的参数 幅,而不是应力比,国内外大量试验都证明了这一点。目前国内外主流规范中,都是 将应力幅作为主要参数,所以目前的公路钢桥规范已经脱离了时代。 仍采用以应力比为参数的容许应力法进行抗疲劳设计。目前国内外主流规 仍采用以应力比为参数的容许应力法进行抗疲劳设计 范中基本都采用基于疲劳可靠度的荷载与抗力系数设计法。 未定义疲劳荷载模型。抗疲劳设计中的荷载与强度验算的荷载是不同的,它 未定义疲劳荷载模型 应该根据一般的交通资料简化而成。目前欧美的规范中都给出了有针对性的疲劳荷载 模型。 只有以应力比为参数的疲劳细节分级。如果改成以应力幅表示的疲劳细节等 只有以应力比为参数的疲劳细节分级 级,原有的细节等级必须完全推倒重来。 其他与抗疲劳设计有关的相关制作规定均为空白。 其他与抗疲劳设计有关的相关制作规定均为空白 铁路规范有所改善,较之于国外规范就显得比较粗糙,有待完善。 2000年2月l同开始实施的《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB 1002.2.99) 对铁路钢桥的抗疲劳设计进行了全面的修订,反映了一些新研究成果。

陈绍蕃老师在钢结构 钢结构 设计原理中也做出了 设计原理 详细的说明,可参考。
疲劳曲线
即S-N曲线,其左支常用表达式为: N=C σ-m lgN =lgC - mlgσ 式中的m和C 均为材料常数。 TB99的疲劳曲线
疲劳的细节分级
各规范疲劳细节等级表
而这些 等级的划分有涉及 到各个基材的具体 情况,详细的基材 疲劳细节见各国规 范,这里不予给出。
对构件容许应 力的类别进行 了分级。
公路钢桥规范中对构建类别的分级
下图是摘自规范的一部分,具体分级见规范
公路钢桥疲劳验算第1.2.17条其余规定
验算疲劳强度时,可根据桥梁实际行车情况,选取实际经常发 生的荷载组合中的车辆荷载进行计算。(应力比ρ则根据车辆 荷载组合进行计算) 对只承受压力的构件和临时结构物的构件,可不验算疲劳强度。 以压为主兼受拉的构件,在验算疲劳强度的同时,还应验算构 件总的稳定性。(关于稳定性的验算见第1.2.16条)
各国规范中的钢桥疲劳
汇报:黄嘉瑞 韩小宇 汇报:
1109班 硕1109班 2011.11. 2011.11.13
PPT主要内容 现行各国钢桥抗疲劳设计规范 我国公路钢桥疲劳设计规范 公路钢桥疲劳规范的不足 我国铁路钢桥疲劳设计规范 具体的抗疲劳设计方法 具体参照某些部分给出国内外规范的区别
各国现行抗疲劳设计规范
针对常幅疲劳的简单方法
对于常幅疲劳而言,各国规范给出的检算方法大致相同,只是在某些细节问题和系 数的取法上略有不同,下面就各国规范给出简单的论述。(我国已给出,不做论述。) 美国AASHTO在验算活载疲劳时,各细部应满足: 左边代表外力 右边代表抗力 对于外力和抗力的计算涉及到 多个系数 细部分类 系数和细部分类 系数 细部分类,这里不 做分析,大致思路即抗力>外力 抗力> 抗力 英国BS5400,称为不计损伤度的验算方法,适用于给出疲劳等级的构造并按标准荷 载频值谱设计的桥梁构件。基本思想也是容许应力幅 容许应力幅。 容许应力幅 欧洲Eurocode疲劳评估要求满足: 无非就是各种系数求 解,各种细部分类。
疲劳与稳定的交互作用:对于焊接钢板梁,由于屈曲后产生的出平面位移,运营中会发 生“腹板呼吸”,从而引起腹板、 开裂。需要对这种出平面疲劳作用机理进行
疲劳荷载普
和结构的静力设计不同,钢桥的疲劳设计所采用的荷载不应是按最不利情况 按最不利情况 采用强度设计时的标准活荷载,而应考虑采用经常作用的各种实际的车辆荷载 实际的车辆荷载,从而 采用强度设计时的标准活荷载 实际的车辆荷载 计算他们所引起的累积损伤 累积损伤。 累积损伤 为此,需要研究活荷载的频值谱 活荷载的频值谱,也称荷载谱 荷载谱。荷载谱的制定,原则上应将 活荷载的频值谱 荷载谱 设计基准期内通过桥梁的每一类车型按不同形状的影响线计算出相应的内力历程,然 后再将所有的内力历程予以累计 内力历程予以累计,就得到所需要的荷载谱。 为表示方便起见,一般另 内力历程予以累计 外再用标准活载对同样的影响线计算出标准荷载所产生的内力,而营运荷载的大小则 用营运活载的内力与标准活载的内力之比 营运活载的内力与标准活载的内力之比来表示。 营运活载的内力与标准活载的内力之比 由此可见,荷载谱的形状随影响线的形状(长度、顶点位置等)、运量、车 辆编组、车辆等因素而异。虽然钢桥疲劳是由于日常各种荷重的车辆反复作用而引起 的累积损伤过程,因此疲劳验算所用的荷载应尽可能与实际相符,但这需要现场交通 现场交通 调查,并在调查的基础上综合预测分析 综合预测分析,其工作量很大,故可进一步简化处理。 简化处理。 调查 综合预测分析 简化处理
2)疲劳应力以压为主的拉压构件ρ<-1。
我国疲劳设计规范(铁路钢桥)
2.非焊接构件及连接疲劳检算公式 1)疲劳应力为拉拉构件ρ≥0
2)疲劳应力为拉压构件ρ<0
铁路规范中疲劳容许应力幅[σ0 ]的计算
TB99第3.2.7给出 疲劳容许应力幅 的规定,见左图。
要想得到容许应力幅, 首先我们必须了解构 及其连接形式,将在 下面给出详细的划分。
疲劳荷载普与疲劳车:对于疲劳设计是两个非常重要的参数,由荷载普得标准疲劳车, 之后便可得到应力历程。 应力普与应力历程:由应力历程得到应力普,在通过雨流法 雨流法得到应力幅,即可进行疲 雨流法 劳验算。 疲劳曲线与应力分级:疲劳曲线即所谓的S—N 曲线,而每一种疲劳细节类型都有相应 的疲 劳曲线与之对应,用于疲劳验算中的容许应力幅 容许应力幅。 容许应力幅 Miner线形积伤规则: 构件在某常幅应力水平作用下,循环至破坏的寿命为N,则可定义 其在经受n次循环时的损伤为D=n/N。若在k个应力水平下作用下, 各经受ni次循环,则可定义其总损伤为 疲劳可靠性设计:以上参数均只能得到构件是否达到疲劳极限,而不能得到其疲劳寿命, 而可靠性设计即基于疲劳寿命进行研究。
我国疲劳设计规范(铁路钢桥)
4.3.1 凡承受动荷载的结构构件或连接,应进行疲劳检算。疲劳荷载组合包括设计荷 载中的恒载加活载。(包括冲击力、离心力) 列车竖向活载包括竖向动力作用时,应将列车竖向静活载乘以运营动力系数 1+ μf )其值按下式计算:
4.3.2 双线铁路桥主梁构件,检算疲劳按一线偏心加载,以杠杆原理分配给另一主 梁, 并 以双线系数γd 修正,双线系数γd 应符合下表规定:
标准疲劳车
(1)车辆荷载频值谱,通过对公路桥梁的交通调查得出日常各种典型车辆的荷重 和出现的相对频率。 (2) 用几种模型车辆的荷载谱表示原车辆荷载频值谱,即将原谱中各种车辆按 相同的轴数合并归类,根据等效的疲劳损伤原理分别将各类别中的几种车辆等效 成一种模型车辆。 (3)用一辆标准疲劳车来表示荷载谱。即对原荷载谱中各种车辆对钢桥造成疲劳 损伤进行分析,以损伤最严重的车辆为蓝本,提炼出一辆标准疲劳车。 标准车具体的推导过程可参考周永涛、鲍卫钢老师的 公路钢桥疲劳设计荷载标准研究,也可参照欧美规范, 公路钢桥疲劳设计荷载标准研究 其中都做出详尽的说明。
我国疲劳设计规范(公路钢桥)
现行公路钢桥规范:《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025.86) 第1.2.17条 凡承受动应力的或连接件,应进行疲劳验算,构件疲劳验算强度公式如 下。
我国公路钢桥中容许应力的规定
可以看出 容许应力 与应力比 应力比 ρ和构件 的连接类 连接类 别以及应 应 力形式有 力形式 关有关。
应力普与应力历程
根据荷载谱,依次让其中的每一活载从桥的一端驶进桥梁, 直至在桥的另一端驶出;对于桥梁的某一验算点,将该活载 过桥时在不同位置处的应力算出,再以时间为横坐标,将该 应力按时间顺序画出,这就是该活载的应力历程线。从应力 历程线推算所需的应力(频值)谱,可以用雨流法或泄水法。 雨流法是将一应力历程转动90o ,如图 所示,使时间坐标轴 竖直向下,于是应力历程好象是一系列屋面,雨水沿着各层 屋面的谷点或蜂点往下流动,据此将各应力幅加以整理,具 体规则如下: (1)从谷点开始流动的雨水到达峰点时竖直下滴,流到下层 屋面并继续住下流,当流到某一层屋面遇见一个来源于比本 次谷点更低的谷点的雨水,则停止流动。同理,从峰点开始 流动的雨水到达谷点时竖直下滴,流到下一层屋面并继续往 下流,当流到某一屋面遇见一个来源于比本次峰点更高的峰 点的雨水,则停止流动; (2)任何情况下,在某一层屋面流动的雨水遇见上一层屋面 流下的雨水,则停止流动; (3)每次雨流的起点和终点作为半个应力循环。
设计方法总述
各国规范进行疲劳验算一般将无限寿命设计和安全寿命设计结合使用,无限寿 命设计很好理解,即找到某一限值,使构件的工作应力小于它即可,此时构件肯定不会 因疲劳破坏,下面给出安全寿命设计的大致思路。 采用安全寿命设计方法的条件是:疲劳强度曲线必须已知,含潜在起裂处 构件的制造质量要符合疲劳分级的定义。(此时即需要用到前面提到的疲劳曲线和 此时即需要用到前面提到的疲劳曲线和 细节分级)应用安全寿命设计方法的计算过程是: 细节分级 (1)得到一个设计寿命期内运营受载序列的上限估计;(基于无限寿命设 基于无限寿命设 计) (2)计算在潜在起裂处的应力历程;(可能引起疲劳的荷载进行统计 可能引起疲劳的荷载进行统计) 可能引起疲劳的荷载进行统计 (3)对算得的应力值进行必要的修正,比如应力集中系数、动力放大系数等; (4)采用计数法(如雨流法)将应力历史变成不同的应力幅和相应的循环次数 ni ,从而得到应力谱: (5)查细节分级,对相应的细节等级和应力幅找出使用极限Ni ; (6)根据Miner规则计算总损 (7)如果D>1,即设计不满足要求时,可以进一步做如下选择: ①重新设计构件,减少应力水平。 ②改变细节设计,使其具有一个较高的疲劳等级; ③采用其它更精确的方法设计。
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