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横隔板对钢筋混凝土肋梁桥疲劳性能的影响分析
| 论文题名： | 横隔板对钢筋混凝土肋梁桥疲劳性能的影响分析 |
| 关键词： | 钢筋混凝土肋梁桥;疲劳性能;疲劳寿命;数值模拟;损伤度变化 |
| 摘要： | 中小跨径的钢筋混凝土肋梁桥因其构造简单、建设周期短以及经济性的优势而在各类桥型中占有重要比例。但由于交通量的逐步增长、运营时间的延长以及荷载水平的不断提高，钢筋混凝土肋梁桥的材料如混凝土、钢筋的抗力性能逐渐发生退化，使得局部结构产生不同程度的疲劳累积损伤，对在役桥梁的正常运营产生很大的安全隐患。然而，在我国现有公路钢筋混凝土桥梁设计和评定规范中，针对局部构件疲劳问题至今还没有关于疲劳设计和疲劳寿命预测方面的详细规定。 本文基于国内外钢筋混凝土结构疲劳问题的研究现状和疲劳损伤基本理论，运用Midas/FEA有限元软件建立模型梁空间实体模型，考虑范梅塞斯应力及平均应力中Goodman、Gerber修正方法，基于S-N曲线和Miner线性累积损伤准则的传统疲劳分析方法研究了疲劳应力水平、横隔板间跨比及宽高比对肋梁桥横隔板疲劳性能的影响规律。本文的主要研究内容和成果如下： （1）根据现有标准图进行原梁设计，采用Midas/Civil软件建立原梁的有限元杆系模型，并按照桥涵设计新规范验证桥梁设计的合理性。根据相似定理按1:2比例进行缩尺模型梁设计和相似系数计算，为有限元疲劳模拟和室内疲劳试验提供理论依据。 （2）通过疲劳数值模拟分析，揭示了横隔板的疲劳寿命与荷疲劳荷载应力水平间的内在联系。当应力水平 Smax≤0.25时，疲劳寿命曲线趋于平滑，可认为此时结构不存在疲劳问题；在0.25＜Smax≤0.60时，随着应力水平的增大，疲劳寿命下降速率不断增加；疲劳应力水平Smax>0.60时疲劳寿命下降速率明显加快。 （3）通过拟定横隔板疲劳性能研究方案，分析横隔板不同间跨比、宽高比时桥梁疲劳寿命和损伤度变化规律。研究结果表明，随着横隔板间跨比减小和宽高比增大，模型梁疲劳寿命不断提高、损伤度逐渐降低；横隔板间跨比为3.85、宽高比为0.17左右时比较经济合理。 论文研究成果可为在役钢筋混凝土肋梁桥疲劳损伤累积分析提供一定理论依据，对进一步完善钢筋混凝土横隔板疲劳抗设计具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 郑彬双 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 于天来 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北林业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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