王国波，谢伟平，于艳丽

(1.教育部 铁路环境振动与噪声教育部工程中心，南昌 330013;2.武汉理工大学 土木工程与建筑学院，武汉 430070)

根据美国土木土程学会(ASCE)统计，80% ～90%的钢结构破坏都与疲劳问题有关，目前已有大量成熟的关于钢结构疲劳破坏方面的研究成果［1-5］。而关于大跨度焊接钢结构在高速列车振动荷载作用下的疲劳问题的研究则相对较少。

新建设的武广客运专线武汉站，是目前世界上线路最长、时速最快的客运专线火车站，是我国采用的第一个“桥建合一”新型结构型式的火车站。上部大跨度钢结构的基础是铁路桥梁的桥墩，上部大跨度钢结构的自重及其承受的荷载通过V型支撑传递给拱及桥墩，而高速列车引起的振动则直接传递给上部大跨度钢结构，引起上部大跨度钢结构的振动，在长期往复动荷载作用下，上部大跨度钢结构焊接节点的疲劳寿命令人关注。图1为桥建合一结构型式空间示意图，图2为武汉站上部结构细部示意图(即图1中圆圈部分的放大图)。

根据武汉站传力路径的分析可知:武汉站上部结构中有两类节点是传力的关键性节点:柱角铸钢节点和多管下弦节点［6］。本文仅分析多管下弦节点的疲劳寿命，对于柱角铸钢节点的疲劳寿命可采用相同的方法进行分析。

图1 桥建合一结构型式空间示意图Fig.1 Schematic diagram of the structural form of unification of bridge and building

图2 武汉站上部细部结构示意图Fig.2 Detailed schematic diagram of the upper structure of Wuhan Railway station

1 热点应力法

热点是指结构中由于应力波动和焊缝几何形状引起的可能的裂纹萌生点，热点应力是指热点表面处的应力值，是最大的结构应力(几何应力)或“结构中危险截面上危险点的应力”。……