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大气腐蚀条件下中等跨径公路钢箱梁桥受力性能评估
| 论文题名： | 大气腐蚀条件下中等跨径公路钢箱梁桥受力性能评估 |
| 关键词： | 大气腐蚀;中等跨径;公路钢箱梁桥;受力性能;承载力评估;数值模拟 |
| 摘要： | 钢箱梁桥随服役时间的增加将不可避免地出现各种结构损伤，会严重影响钢箱梁桥的使用性能，本文以绍兴一座匝道钢箱梁桥为依托工程，从腐蚀的角度出发，结合实地调研、理论分析和数值模拟等方法，研究大气均匀腐蚀和局部腐蚀对中等跨径公路钢箱梁桥受力性能的影响，为在役中等跨径公路钢箱梁桥承载能力的评估和检测提供科学依据，以便更好地弥补现有评估方法的不足。本文的主要研究工作和相关结论如下： （1）结合依托工程所使用钢材的化学成分和所处地区的环境因素，得出了依托工程中钢箱梁外部和内部的腐蚀深度预测公式分别为0.762C外?0.036t和0.587C内?0.049t。随后，以依托工程为背景，采用有限元数值模拟技术，定量分析了在大气均匀腐蚀作用0~100年内，钢箱梁桥受力性能随服役时间增长的变化规律。研究结果表明：大气均匀腐蚀会造成钢箱梁各部件厚度减小，但一直能保持较好的整体性，且满足刚度与强度的设计要求；大气均匀腐蚀会造成钢箱梁桥的极限承载能力成线性减小，当腐蚀时间为100年时，下降为无损伤阶段的87.5％左右。 （2）在分析以往钢桥腐蚀损伤作用下实际检测数据的基础上，结合依托工程所处的具体环境，得出腹板两端和底板跨中为严重腐蚀区域，并指定每种区域最大腐蚀深度分别为原有部件厚度的50%，然后采用数值模拟技术定性分析了不同腐蚀区域在不同腐蚀程度的情况下对钢箱梁桥整体受力性能的影响。研究结果表明：在指定腐蚀深度范围内，局部腐蚀状态下的钢箱梁桥能满足刚度与强度的设计要求；局部腐蚀对钢箱梁桥极限承载能力影响较为明显，当腐蚀深度为原有部件厚度的50%时，极限承载力下降到无损伤阶段的60%~70%之间。 （3）通过对钢箱梁桥在各种腐蚀作用下应力和位移进行分析，研究了钢箱梁桥在遭受均匀腐蚀和局部腐蚀过程中的应力关键区域和位移变化规律。研究结果表明：顶板在与腹板相接位置出现了明显的剪力滞后现象；底板跨中区域以及底板边缘与腹板相接位置应力较大；腹板两端靠近横梁区域为应力和变形的关键区域；横隔板在弯扭耦合作用下，在过人通道的角点处易发生应力集中现象。 |
| 作者： | 董长春 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 赵伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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