既有铁路重载扩能条件下下承式简支钢桁梁桥结构性能分析

摘要

随着中国既有铁路扩能改造的进一步推进，不断提高的列车轴重和增加的列车编组使得铁路桥梁承受的荷载效应增加、持续时间延长，许多钢桁梁桥的安全与疲劳问题日益突出。为系统评价既有铁路下承式简支钢桁梁桥在重载扩能条件下的适应性，以某重载铁路64 m下承式简支栓焊钢桁梁桥为研究对象，基于FEA NX软件建立了包含杆系单元与实体单元的多尺度三维模型，通过桥梁现场试验验证了模型的准确性，深入分析钢桁梁桥的静力和动力性能以及剩余疲劳寿命。结果表明，静荷载作用下，结构的竖向刚度满足要求，依据现行规范，主桁跨中横向位移略大于限值，杆件的强度和稳定性具有足够的安全储备；动荷载作用下，不同轴重列车以实际速度（≤80 km/h）运行时，主桁跨中横向振幅、横向加速度、竖向加速度均有较高的安全储备，其中300 kN轴重列车作用时，端横梁跨中挠度略超出相关规范限值；随着270 kN和300 kN轴重列车占比增加，钢桁梁桥的剩余疲劳寿命下降幅度超过60%。上述结论可为同类型的钢桁梁桥加固提供理论依据。

关键词

重载铁路 / 适应性 / 扩能改造 / 钢桁梁桥 / 数值模拟