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原文传递装配式混凝土梁桥横向联系的疲劳评定研究

论文题名：	装配式混凝土梁桥横向联系的疲劳评定研究
关键词：	装配式混凝土梁桥;横向联系;疲劳评定;车桥耦合振动;桥面退化
摘要：	预制装配式混凝土肋梁桥在我国公路和城市中小跨径桥梁中应用广泛。该类桥型一般需设置横隔梁来增强各片主梁间的横向联系，横隔梁间的连接多采用钢板焊接或现浇混凝土连接等形式。工程实践表明装配式梁桥的横隔梁在重载车辆的长期反复作用下，极易发生疲劳损伤和破坏，进而导致外载下各主梁间内力的横向重分配和“单梁受力”等单梁超载现象。由此引发的主梁局部超载问题已成为导致主梁损伤乃至结构垮塌等灾害性后果的重要诱因。目前有关该类桥型横向联系结构的疲劳损伤研究还鲜有报道。因此，系统开展车载下该类桥型横向联系的疲劳损伤机理和影响因素研究，具有重要的工程应用价值和理论意义。本文依托实际工程，系统开展了装配式混凝土梁桥横向联系的疲劳评定方法及多种关键因素的影响规律研究。　　（1）面向疲劳评估，系统研究典型重车作用下装配式混凝土梁桥横向联系的动力行为特性。依托实际桥例，基于装配式预应力混凝土简支小箱梁桥横隔梁连接构造的既有理论与工程实践成果，利用ANSYS建立包含横向联系细节的装配式混凝土梁桥精细化有限元分析模型。结合规范疲劳车辆模型归纳出7种典型公路车辆模型，利用所编制的车桥耦合振动分析程序，开展了考虑多因素影响的装配式梁桥横隔梁的车载动力反应特性研究，提出了面向疲劳损伤评定的横隔梁应力放大系数分布规律，为后继的疲劳损伤评估分析奠定了基础。　　（2）以横向连接为钢板连接的装配式混凝土梁桥为对象，开展横隔梁钢板连接构造的疲劳损伤评估研究。根据交通调查数据得到该桥的典型疲劳车辆荷载谱，采用随机车流影响线加载方法获得该桥横隔梁钢板连接疲劳热点位置的应力谱；考虑桥面恶化和交通量增长等因素的影响，推导了基于线性 Miner累积损伤准则的疲劳损伤评估方法，并编制相关的计算程序。依托桥例，对交通量变化、桥面状况恶化、车辆运行状态等关键因素对横隔梁疲劳损伤的影响进行了深入分析，总结了相关影响规律。从结构疲劳损伤的层面，为同类桥梁的运营维护与管理提供了参考依据。　　（3）开展车辆超载对装配式混凝土梁桥横向联系疲劳损伤的影响研究。对比分析国内新旧超载规定的差异，以超载率作为超载车辆的评定指标，基于实测超载数据，分析了超载车辆多种参数对横隔梁疲劳损伤的影响规律。结果表明：在相同基准下，横隔梁疲劳损伤受车辆超载比例影响较车辆超载率更为敏感；车辆载重水平较车辆作用次数对横隔梁疲劳损伤影响更大；不同超载车型对横隔梁疲劳损伤的影响存在差异，其中四轴整车超载与六轴挂车超载影响最为突出。最后结合桥例，提出了超载车辆过桥的运营管理建议。
作者：	商贺嵩
专业：	建筑与土木工程
导师：	李岩
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文