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《中南大学》 2013年
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组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道疲劳应力谱及疲劳寿命预测研究

李斌  
【摘要】:摘要:桥上纵连板式无砟轨道在组合荷载作用下有可能发生疲劳破坏。国内外对无砟轨道的疲劳特性进行了一些研究,但几乎未涉及组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道疲劳应力谱及疲劳寿命预测研究。因而,研究组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道疲劳应力谱和疲劳寿命,对提高我国高速铁路设计水平、完善无砟轨道设计理论具有重要意义。本文结合国家自然科学基金项目:复杂荷载下桥上纵连板式无砟轨道疲劳破坏理论研究(51178469),对组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道疲劳应力谱和疲劳寿命进行了研究。 本文建立了列车-纵连板式无砟轨道耦合动力学模型,用以获得扣压力时程。基于传热学理论建立了温度梯度计算模型,获取气候条件下温度梯度时程曲线。建立了考虑混凝土开裂的钢筋与混凝土纵向相互作用力学模型,计算了纵连板式无砟轨道在轴向温度和混凝土收缩荷载作用下混凝土和钢筋的应力时程。建立了桥上纵连板式无砟轨道三维有限元空间力学模型,用以计算扣压力时程、温度梯度荷载作用下无砟轨道混凝土和钢筋的应力时程。 组合桥上纵连板式无砟轨道扣压力时程、温度梯度荷载、轴向温度和混凝土收缩荷载作用下轨道板混凝土及钢筋应力时程,运用雨流计数法,得到组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道的疲劳应力谱。采用Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤准则,结合钢筋、混凝土的S-N曲线,建立了组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道疲劳寿命预测模型。采用建立的疲劳寿命预测模型对组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道疲劳寿命进行了研究,并分析了板厚、配筋率、裂缝间距和混凝土施工温度的影响。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:U213.244

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【参考文献】
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