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板桁结合斜拉桥钢桥面板构造细节疲劳性能优化研究
| 论文题名： | 板桁结合斜拉桥钢桥面板构造细节疲劳性能优化研究 |
| 关键词： | 板桁结合斜拉桥;钢桥面板;构造参数;传力特点;疲劳性能 |
| 摘要： | 正交异性钢桥面板是现代大跨度桥梁中常用的桥面板形式，具有重量轻，承载能力强的突出优点，但由于焊接残余应力、初始缺陷、安装误差、连接质量等众多因素的影响，随着钢桥面板服役时间的增长，易于出现疲劳破坏问题。传统进行疲劳寿命评估采用的名义应力法，需用取得相应工作条件下的构造细节的疲劳S-N曲线，这就导致应用上存在较大困难。因此，热点应力法和断裂力学方法在复杂结构疲劳寿命评估方面得到了大量应用。 最新的板桁结合斜拉桥的钢桥面板，在构造细节和传力特点上与传统钢箱梁有较大区别，对其疲劳性能的研究相对不足。在此背景下，本文依托北盘江公路板桁结合式斜拉桥实际工程，利用热点应力法，对其钢桥面板的若干关键构造细节进行了疲劳寿命分析，并针对分析结果进行了具体优化分析。 本文主要完成的工作如下： ①建立了一个节段正交异性钢桥面板实体有限元整体模型，分析了在移动荷载作用下钢桥面板的构造细节受力特点，选出并确定了疲劳设计关键构造位置； ②建立关键构造细节的局部细化实体有限元模型，依据车辆荷载谱模型，采用表面外推法计算了焊趾处的结构热点应力，得出了各种车辆荷载谱下的合适的热点应力幅值。根据相应的S-N曲线，计算正交异性钢桥面板构造细节的疲劳寿命。 ③根据已有构造细节参数研究成果，对存在疲劳寿命问题的构造细节进行优化。优化模型以正交异性钢桥面板的构造细节参数作为设计变量；以结构疲劳寿命作为目标函数，建立了不同的优化模型，并依据疲劳寿命计算结果评估了其优化效果。 |
| 作者： | 杨磊 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 许红胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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