H型钢接触网支柱在风荷载作用下的疲劳性能分析

张晨阳，芦　燕，2

(1.天津大学建筑工程学院，天津　300072；2.天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室，天津　300072)



H型钢接触网支柱在风荷载作用下的疲劳性能分析

张晨阳1，芦燕1，2

(1.天津大学建筑工程学院，天津300072；2.天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室，天津300072)

摘要：H型钢接触网支柱在高速铁路中得到广泛使用，直接影响铁路接触网系统安全。长期处于风荷载作用下，H型钢接触网支柱存在疲劳问题。通过建立数值计算模型，应用热点应力的表面外推法，对H型钢接触网支柱柱脚焊缝在风荷载作用下的疲劳性能进行分析。以兰新高铁H型钢接触网支柱为例，依据热点应力-寿命曲线，计算支柱焊缝的疲劳寿命。分析结果表明：其他条件不变的情况下，改变型钢规格和柱高，热点位置不发生变化；随着支柱高度增加，疲劳寿命降低21%左右；随着型钢截面的增大，疲劳寿命增加23%左右。

关键词：接触网；H型钢支柱；柱脚焊缝；风荷载；热点应力；疲劳寿命

由于截面小、安装方便、承载力高、易于标准化[1]，高铁中的H型钢接触网支柱在国内得到广泛使用，京津城际、武广高铁、京沪高铁与兰新高铁等均采用H型钢接触网支柱。柱脚刚接，柱顶自由，支柱受力可视为悬臂构件，如图1所示。然而，支柱长期处于风荷载作用下，疲劳问题日益显著。

目前，国内外学者对H型钢悬臂构件的静力及稳定性能研究较多。刘卜精[2]等研究了双轴对称工字形截面悬臂钢梁弯扭联合作用下整体稳定承载力问题，并提出简化公式；……