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中下承式拱桥吊杆疲劳安全研究与设计探讨
| 论文题名： | 中下承式拱桥吊杆疲劳安全研究与设计探讨 |
| 关键词： | 中下承式拱桥;吊杆结构;疲劳安全;静力特性 |
| 摘要： | 19世纪后，带吊杆的中下承式拱桥发展迅猛，吊杆是中下承式拱桥的重要传力构件，尺寸小、构件组成部分多、对疲劳腐蚀等因素比较敏感，吊杆及其组件的运营状态相当复杂。它的正常与否，关系着整个桥梁的运营安全和寿命。但是目前的桥梁设计理论却没有跟上桥型的发展，拱桥吊杆的设计准则、服役损伤、安全判据、寿命预测、拆换方案等都没有统一而科学的规范，以往的大多工程实践均是凭设计者的主观判断。再加上桥梁设计人员对吊杆的受力重视不足，在设计中通常只是采用一个安全系数来控制其最大应力，忽视对疲劳和腐蚀问题的控制，对影响吊杆疲劳的因素及其变化规律，几乎没有进行过系统全面的研究，因此吊杆破损屡屡发生。 为此，本文在参考和总结已有成果和现状的基础上，以某下承式系杆拱桥为背景，对吊杆的静动力特性、影响吊杆疲劳的结构设计因素和吊杆的破损安全工况作了计算分析。本文的主要内容和结论如下： (1)吊杆静力动力分析。通过对简支和连续两种桥道系形式拱桥的吊杆的恒活载静力特性分析，以及结合破损安全角度考虑，得出简支桥道系不利于吊杆疲劳的结论。 (2)通过匀速移动荷载动力时程响应来对车辆过桥进行模拟和利用冲击荷载作用下的瞬态动力响应来对跳车现象进行分析表明：吊杆的动力效应比较明显，且汽车速度越快动力效应越大；各吊杆中短吊杆的动力效应最强，在汽车高速过桥时，计算所得的短吊杆动力放大系数大于按照规范的取值，因此在设计中尽量对短吊杆进行单独的动力验算。 (3)从结构设计的角度，通过对影响吊杆荷载疲劳的因素进行对比计算分析，包括吊杆的位置、吊杆的间距、边吊杆至拱脚的距离、吊杆截面积、拱桥矢跨比、拱梁刚度比等，得到有利于改善吊杆疲劳的结构设计方法。 (4)通过对目前吊杆的设计准则和疲劳设计方法的探讨，认为目前的吊杆设计不能保证吊杆使用过程中的安全性，应尽快建立适合吊杆设计的理论和方法。并提出了吊杆破损安全工况验算的思路和方法，通过对本论文的桥梁模型吊杆破损安全的验算发现桥梁在部分吊杆破断的情况下不会发生连锁倒塌。 |
| 作者： | 吴绍波 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张亮亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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