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钢桥面板U肋与横肋连接细节疲劳开裂的装配式快速加固方法研究
| 论文题名： | 钢桥面板U肋与横肋连接细节疲劳开裂的装配式快速加固方法研究 |
| 关键词： | 正交异性;钢桥面板;疲劳开裂;装配式加固;寿命评估;断裂力学 |
| 摘要： | 正交异性钢桥面板作为现代钢桥广泛采用的承载结构体系具有诸多优点，但由于初期设计建造时经验不足，焊接细节研究考虑不够，运营服役期内交通流量增加等原因使得正交异性钢桥面板出现不同程度的疲劳开裂，因此，针对正交异性钢桥面板的维修加固研究势在必行。传统的疲劳开裂加固方法施工工艺复杂，工作条件要求较高，现场实施较为困难且需中断交通，费用高昂，由中断交通所导致的不良社会影响以及直接和间接经济损失不可避免。发展对交通少干扰甚至零干扰的疲劳开裂的快速加固方法，对于提升钢桥结构的服役质量，降低养护维修成本极为重要，是当前桥梁工程可持续发展迫切需要解决的重要研究课题。本文针对正交异性钢桥面板U肋与纵肋连接处的疲劳裂纹加固，开展了以下几个方面的研究工作: (1)回顾总结了正交异性钢桥面板的疲劳开裂易损部位及开裂成因;调研分析了既有文献对于正交异性钢桥面板诸多疲劳易损细节疲劳开裂维修加固技术的研究，提出本文研究内容。 (2)结合正交异性钢桥面板节段模型试验，利用ANSYS有限元软件建立了有限元计算模型，提取模型计算的U肋与横肋连接细节处距离焊趾5mm与8mm处的应力结果并与试验模型两点处的实测值进行验证对比，分析该处疲劳易损细节。 (3)建立正交异性钢桥面板U肋与纵肋连接细节处疲劳裂纹，选定一系列初始裂纹长度，基于断裂力学进行裂纹模拟评估;得到在不同初始裂纹长度下的裂纹尖端应力强度因子，分析等效应力强度因子与裂纹初始长度变化规律。 (4)采用装配式角钢快速加固正交异性钢桥面板U肋与横肋连接细节产生的疲劳裂纹，通过比较装配式加固前后裂纹尖端处的等效应力强度因子来评判加固效果;参数分析讨论了装配式加固角钢的角钢长度、宽度和角钢厚度对于装配式快速加固效果的影响:比较发现加固角钢的长度和宽度对于加固效果影响不显著，角钢厚度对于加固效果影响显著。 (5)针对于装配式加固角钢，分析加固角钢的受力性能对于装配式快速加固效果的影响;分析装配式加固后在加固角钢和母材形成的新的应力集中现象，评价不同加固板厚度对于应力集中的改善程度，得出较厚的角钢厚度对于在角钢上产生的拉、压应力集中区都有较明显的改善效果。 |
| 作者： | 康雨嘉 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 卜一之 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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