钢桁梁桥高强螺栓连接的传力性能研究

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近年来随着重载列车的运行,使得既有铁路钢桥的各种病害仍时有发生,严重影响了桥梁的使用寿命和行车安全性。本文依托铁道部资助项目《重载列车作用下既有钢桁梁桥的检测评估与病害整治技术研究》(2011G016-C),以新兖线上行长东黄河桥钢桁梁连续梁部分每年维修更换大约1200条折断的高强度螺栓为背景,利用ANSYS软件建立有限元模型,分析螺栓破坏或缺失对钢桁梁桥的影响,主要结论如下:(1)螺栓缺失对短列摩擦型高强螺栓接头传力比和拼接板应力造成的影响分别局限在2倍和1倍螺栓间距范围之内,但会造成缺失排剩余螺栓摩擦力增大,传力比增加;在螺栓缺失处,拼接板应力明显减小,但未缺失处应力没有明显改变,芯板应力沿轴向和横向均有所增加,但变化不大;(2)短列摩擦型高强螺栓接头各排螺栓随荷载的增加依次出现滑移,传力比较大螺栓排首先出现滑移;螺栓缺失后,当所加荷载值较小时,各排螺栓的传力比保持开始的变化值不变,当荷载继续增加时,传力比的变化值也随之变化,剩余的螺栓按传力大小依次出现滑移;(3)长列摩擦型高强螺栓接头在轴力作用下各排传力比呈马鞍型分布,但实际节点板中由于螺栓排列的不均匀,会导致个别位置传力比有突变;在螺栓连接的计算中应考虑一排内螺栓传力的不均匀性;(4)长列摩擦型高强螺栓接头每排螺栓的单个螺栓滑移顺序不一致,靠近板中线的螺栓滑移量比较大,依次向板的边缘减小;无缺失状态下,各排螺栓沿板宽度方向所传剪力并不均匀,由板中间向两边递减,进入局部滑移状态后,剪力沿宽度方向的不均匀性增加,该排螺栓全面滑移后达到均匀分布。
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