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铁路钢桥节点焊缝区域疲劳寿命评估与延寿控制的研究
| 论文题名： | 铁路钢桥节点焊缝区域疲劳寿命评估与延寿控制的研究 |
| 关键词： | 铁路钢桥;焊缝节点;疲劳评估;桥梁检定 |
| 摘要： | 随着我国铁路运营里程的不断增长，大型铁路桥梁的建设量不断增加，多数铁路桥梁采用焊接钢结构型式，由于在列车行走的长期作用下，铁路钢桥节点焊缝区域累积疲劳损伤随时可能发生，疲劳破坏不同于一般的结构破坏，破坏前没有明显的塑性变形，一般性的检查难以发现也难以采取预防措施，是桥梁安全的重大威胁，因此铁路钢桥的疲劳尤其是焊缝区域的疲劳需要给予特别的重视。本文以铜九线鄱阳湖大桥为工程背景展开对铁路钢桥考虑焊接残余应力和列车过桥荷载共同作用下的疲劳裂纹萌生寿命评估和寿命控制的研究。 本研究主要内容包括：⑴介绍了相关的工程背景，采用基于子模型法的多尺度分析方法建立铁路钢桥的壳-实体多尺度有限元模型，对铁路钢桥考虑焊接残余应力和列车荷载共同作用下的响应进行分析，确定疲劳危险点。⑵采用适用于考虑焊接残余应力下铁路钢桥节点焊缝区域的基于临界面的多轴疲劳裂纹萌生寿命评估方法，对铜九线鄱阳湖大桥进行考虑焊接残余应力的铁路钢桥列车荷载作用下的裂纹萌生寿命评估。⑶将桥梁智能控制理论和方法应用于铁路钢桥的寿命控制，通过在铁路钢桥各跨跨中设置MR-TMD智能控制系统，使用编写的控制程序分析出粗糙的壳体全桥模型在精确节点边界处的位移时程响应，并通过子模型法将控制后的位移边界时程作用在精确实体模型上，获得控制后节点焊缝区域的精确应力状态，从而获得控制后的铁路钢桥节点焊缝区域的疲劳裂纹萌生寿命。⑷将桥梁结构疲劳裂纹萌生寿命评估方法和智能控制理论有效结合，建立一套完整的列车行走作用下铁路钢桥节点焊缝区域疲劳裂纹萌生寿命评估方法和延长其寿命的智能控制的理论，对改善铁路钢桥的抗疲劳破坏能力、降低铁路钢桥维护成本方面和重特大事故的预防方面有一定的经济和社会效益。 |
| 作者： | 张润昌 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 刘嘉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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