[发明专利]一种铁路声屏障柱脚钢结构疲劳性能试验方法

权利要求书

1.一种铁路声屏障柱脚钢结构疲劳性能试验方法，其特征在于该试验方法包含以下步骤：

S10、获取列车通行时声屏障柱所受疲劳荷载大小和次数，疲劳荷载大小为列车通行时循环风压造成的柱脚弯矩、剪力值；

S20、根据柱脚弯矩、剪力值确定声屏障柱的反弯点，反弯点为制作柱脚钢结构试件时试件材料的截断点，也即疲劳性能试验时柱脚钢结构试件加载的支撑点；

S30、按照实际工程现场施工相同的材料和工艺足尺制作柱脚钢结构试件，柱脚钢结构试件由两个柱脚钢结构焊接构成，两个柱脚钢结构以中心对称的方式焊接在同一块柱脚底板上；

S40、进行加载设计，对柱脚剪力值放大调幅，根据列车通行工况，采用有限元分析得到柱脚疲劳加载应力幅，其大小等效于真实疲劳荷载作用下的应力幅；

S50、将柱脚钢结构试件横向放置在加载装置下，两端支撑于混凝土墩座上，试验采用竖向疲劳加载；

S60、按照疲劳加载的大小和次数，对柱脚底板进行疲劳加载，以确定柱脚钢结构的疲劳寿命。

2.根据权利要求1所述的铁路声屏障柱脚钢结构疲劳性能试验方法，其特征在于：步骤S10中，

考虑列车通过声屏障时的三种工况，即临向列车通过、对向列车通过和双向列车会车时循环风压对声屏障的冲击荷载作用，统计得到不同工况下荷载作用的次数和柱脚弯矩、剪力值大小。

3.根据权利要求1所述的铁路声屏障柱脚钢结构疲劳性能试验方法，其特征在于：步骤S10具体为，

S101、通过风洞试验或数值风洞模拟列车通过声屏障，对声屏障柱缩尺模型进行测试，得到列车通过声屏障的风速、循环风压；

S102、根据风速、循环风压，采用有限元分析得到声屏障柱的柱脚弯矩、剪力值；

S103、由列车通行计划确定疲劳荷载的次数。

4.根据权利要求1所述的铁路声屏障柱脚钢结构疲劳性能试验方法，其特征在于：步骤S30具体为，

S301、按照实际工程现场施工相同的材料下料，根据确定的反弯点，在反弯点处截断，足尺制作两个柱脚钢结构；

S302、将两个柱脚钢结构采用中心对称的方式，焊接在同一块柱脚底板上，得到柱脚钢结构试件。

5.根据权利要求4所述的铁路声屏障柱脚钢结构疲劳性能试验方法，其特征在于：步骤S30进一步包括，

在柱脚钢结构试件的两端，各焊接一个加载支座，加载支座支撑于混凝土墩座上。

6.根据权利要求4所述的铁路声屏障柱脚钢结构疲劳性能试验方法，其特征在于：步骤S30进一步包括，

在柱脚钢结构试件中部的柱脚底板上焊接疲劳加载承压板，疲劳加载承压板与疲劳试验机加载头对正。

7.根据权利要求1所述的铁路声屏障柱脚钢结构疲劳性能试验方法，其特征在于：步骤S60具体为，

通过疲劳加载，综合测试声屏障柱脚钢结构内侧与外侧钢板应变与变形情况、疲劳裂纹萌生与扩展情况，观测频率为损伤出现前每加载10万次，损伤出现后每加载5万次。

8.一种用于权利要求1-7任一项所述的铁路声屏障柱脚钢结构疲劳性能试验方法的试验装置，其特征在于：该试验装置包括柱脚钢结构试件和混凝土墩座，其中，

柱脚钢结构按照实际工程现场施工相同的材料下料，通过在反弯点处截断制作而成，由两个柱脚钢结构焊接构成，两个柱脚钢结构以中心对称的方式焊接在同一块柱脚底板上形成柱脚钢结构试件；

试验时，混凝土墩座位于柱脚钢结构试件的两端，柱脚钢结构试件支撑于混凝土墩座上。

9.根据权利要求8所述的试验装置，其特征在于：

所述柱脚钢结构试件的两端，各焊接有一个加载支座，加载支座支撑于混凝土墩座上。

10.根据权利要求8所述的试验装置，其特征在于：

所述柱脚钢结构试件中部的柱脚底板上焊接有一疲劳加载承压板，疲劳加载承压板与疲劳试验机加载头对正。