疲劳重复荷载下重载铁路桥梁中和轴变化规律研究.pdf

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1、第35卷第6期铁道学报Vo1．35NO．62013年6月J0URNAL0FTHECHINARAILWAYSOCIETYJune2013文章编号：1001-8360(2013)06009608疲劳重复荷载下重载铁路桥梁中和轴变化规律研究李进洲，余志武。，宋力(1．中南大学土木工程学院，湖南长沙410075；2．高速铁路建造技术国家工程实验室，湖南长沙410075)摘要：基于传统应变片的疲劳试验实时测试系统，通过19片重载铁路预应力混凝土梁的疲劳和腐蚀疲劳试验，研究预应力混凝土梁疲劳破坏形态以及混凝土应变随重复荷载次数的变化规律，对预应力混凝土梁在疲劳加载过程中截面的应变分布与中和轴变化情况进行重

2、点分析。结果表明，经过多次重复荷载作用后，预应力混凝土梁在疲劳上限静载作用下受压区混凝土仍处于弹性阶段，其应力一应变呈线性关系，但是混凝土疲劳变形模量在不断衰减，大致呈现三阶段衰减特征。对于非锈蚀预应力混凝土梁，疲劳幅值越大，中和轴变化越明显，呈直线式上移；中等幅值下，中和轴位置出现明显长稳定期约占整个疲劳寿命的75％～85％；疲劳下限荷载相同的梁，无论上限值多大，发生梁底普通钢筋疲劳断裂时对应的受压区混凝土高度基本相同。对于锈蚀预应力混凝土梁，疲劳反复荷载作用下构件的中性轴位置基本保持不变，不像非锈蚀试件那样呈现出明显的“三阶段”变化过程。本文的研究结果对疲劳重复荷载作用下重载铁路预应力混凝

3、土梁疲劳损伤全过程非线性分析具有参考价值。关键词：疲劳重复荷载；重载铁路桥梁；预应力混凝土梁；应变分布；中和轴中图分类号：U441．4文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．100卜8360．2013．06．015LawofNeutralAxisVariationsofHeavy。IhaulRailwayBridgesunderRepeatedFatigueLoadingLIJin—zhou～，YUZhi—WU一，SONGLi，(1．SchoolofCivilEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410075，China；2．Nati

4、onalEngineeringLaboratoryforhighRailwayConstruction，Changsha410075，China)Abstract：Onthebasisoftherealtimemeasurementsystemforfatiguetestsofconventionalstraingauges，thefatiguetestsandcorrosionfatiguetestsof19PCspecimenbeamsoftheheavy—haulrailwayweremade．Thede—velopmentoffatiguefailurepatternsandthela

5、wofstrainschangingwiththenumberofrepeatedloadingofthePCbeamswerestudied．ThesectionalstraindistributionandneutralaxisvariationsofPCbeamsintheprocessoffatigueloadingwereemphaticallyanalyzed．Theresultsshowasfollows：Aftermultiplecyclesofrepeatedfa—tigueloading，undertheactionoftheupperlimitofstaticfatigu

6、eloads，concreteinthecompressionzoneofPCbeamsremainsinthestageofelasticity，stressesarerelatedtostrainslinearlyandthefatiguedeformationmod—ulusEisattenuatedcontinuouslybythreestages；fornon—corrosionPCbeams，thelargertheamplitudeoffa—tigueloading，themoreobvioustheneutralaxisvariationswhichmovestraightup

7、；forfatigueloadingofthemediumamplitude，alongstableperiod，occurswiththeneutralaxispositions，occupyingabout75％～85％ofthewholefatiguelife；nomatterwhatvaluetheupperlimitoffatigueloadsis，theheightofconcrete