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大跨径双层公路悬索桥钢桁梁整体焊接节点疲劳试验研究
| 论文题名： | 大跨径双层公路悬索桥钢桁梁整体焊接节点疲劳试验研究 |
| 关键词： | 公路悬索桥;钢桁梁;焊接节点;疲劳性能 |
| 摘要： | 自从孙口黄河大桥首次采用钢桁梁整体焊接节点以来，中国相继建成了多座采用整体节点技术的大跨径钢桥。目前在建的武汉杨泗港长江大桥主跨达到1700米，是国内跨度最大的钢桁梁双层公路悬索桥，主桁架采用了整体焊接节点技术。整体焊接节点适合工厂预制，现场拼装焊接，不仅可以保证工程质量的稳定，而且可以大幅缩短施工周期。但是整体焊接节点焊缝构造复杂，通过有限元分析难以准确地评估整体焊接节点处的疲劳性能，所以进行整体焊接节点的多轴疲劳试验是十分必要的。目前相关的试验研究大多是以桁架加载的方式进行的，模型节点处的应力分布和受力历程不能精确模拟实际情况。本文以武汉杨泗港长江大桥做为工程背景，通过有限元模拟与多轴疲劳试验相结合的研究方式，对其进行疲劳性能的评估。 首先，采用有限元软件Midas/Civil建立武汉杨泗港长江大桥的三维有限元模型，选用《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）中规定的疲劳荷载模型II作为疲劳车进行移动荷载分析，选取出全桥范围内应力幅最大的节点，将此节点作为本文的研究对象。 其次，根据英国BS5400规范中关于疲劳计算的相关规定和Miner准则，计算出所选取研究对象各杆件疲劳加载200万次的等效加载轴力幅。 最后，确定试验模型的缩尺比例并按照缩尺比例计算试验等效轴力幅。对试验模型进行疲劳加载试验，每疲劳加载20万次后进行静力加载，同时观察试验模型的疲劳关键区域是否出现疲劳裂纹。在疲劳加载200万次后，试验模型未出现任何疲劳裂纹，并且实测应力与有限元分析计算的理论值符合较好，表明该试验的结果是可靠的，从而得出结论，武汉杨泗港长江大桥的整体焊接节点抗疲劳性能满足设计要求。 |
| 作者： | 史晶 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 刘沐宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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