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悬挂式单轨轨道梁主焊缝设计与研究

张宁 李利军

张宁, 李利军. 悬挂式单轨轨道梁主焊缝设计与研究[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(6): 36-43. doi: 10.13206/j.gjgS20071001
引用本文: 张宁, 李利军. 悬挂式单轨轨道梁主焊缝设计与研究[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(6): 36-43. doi: 10.13206/j.gjgS20071001
Ning Zhang, Lijun Li. Design and Research of Main Weld of Track Beam of Suspension Monorail[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(6): 36-43. doi: 10.13206/j.gjgS20071001
Citation: Ning Zhang, Lijun Li. Design and Research of Main Weld of Track Beam of Suspension Monorail[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(6): 36-43. doi: 10.13206/j.gjgS20071001

悬挂式单轨轨道梁主焊缝设计与研究

doi: 10.13206/j.gjgS20071001
基金项目: 

陕西省技术创新引导专项基金(2020QFY02-01)。

详细信息
    作者简介:

    张宁,男,1979年出生,高级工程师。Email:43330196@qq.com

Design and Research of Main Weld of Track Beam of Suspension Monorail

  • 摘要: 悬挂式单轨轨道梁采用下开口的薄壁箱型结构。作为下承式梁轨合一结构,轨道梁翼缘板与腹板连接的主焊缝为结构传力关键焊缝。由于主焊缝受力状态复杂,难以通过常规设计方法进行设计验算。因此在参考国外现有的悬挂式单轨轨道梁设计的基础上,结合参建的中唐新能源空铁试验线项目,采用有限元与理论计算相结合的方法对悬挂式轨道梁的主焊缝受力状态进行详细分析计算,对轨道梁上下翼缘主焊缝传力规律、区域1位置处的主焊缝传力规律、沿梁长方向的主焊缝传力规律进行研究。通过对焊缝的传力计算,依据TB 10091—2017《铁路桥梁钢结构设计规范》进行轨道梁主焊缝设计,并进行焊缝的强度和疲劳校核。并在此基础上确定轨道梁主焊缝的受力状态和焊缝结构形式。该设计方法可对悬挂式轨道梁的主焊缝进行定量分析,避免主焊缝设计过于保守,降低投资成本。相关结论如下:
    1)对悬挂式单轨轨道梁主焊缝(腹板与上、下翼缘板的连接焊缝)的受力分析可知,上、下翼缘板与腹板通过主焊缝和加劲肋连接,下翼缘板同时作为车辆走形面,受车轮局部荷载作用,其连接焊缝受力情况最复杂。
    2)上、下翼缘与腹板连接的主焊缝均受剪力作用,同一断面位置处大小基本相等、方向相反,计算结果与简支梁主焊缝受剪作用一致;两个加劲肋中间位置下翼缘主焊缝承受竖向力作用明显大于上翼缘主焊缝;加劲肋位置下翼缘焊缝承受竖向力作用略大于上翼缘焊缝,且两者均大于两个加劲肋中间位置下翼缘焊缝;两个加劲肋中间位置下翼缘焊缝的力矩Mx作用明显大于其他位置。
    3)加劲肋位置的竖向力远大于其他位置,纵向力Fx在加劲肋位置处的Fx迅速减小,焊缝力矩Mx呈V形分布,加劲肋处力矩最小,向两侧逐步增大,My呈M形分布。
    4)焊缝纵向剪力Fx由跨中向支座位置逐渐增大,由于吊框承担部分轨道梁所受的剪力,靠近吊框处Q1位置的Fx减小。各肋中位置的焊缝纵向剪力Fx由跨中向支座位置逐渐增大,竖向力Fz主要为车轮作用,各位置基本相同。由跨中向支座位置,Mx呈现先减小后增大的趋势,My呈现逐渐增大的趋势。
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-07-10
  • 网络出版日期:  2021-09-16

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