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连续钢箱梁桥正交异性板细部构造对其应力影响及疲劳寿命预测
| 论文题名： | 连续钢箱梁桥正交异性板细部构造对其应力影响及疲劳寿命预测 |
| 关键词： | 正交异性钢桥面板;构造细节;应力分析;有限元模型;寿命预测 |
| 摘要： | 正交异性钢桥面板以其材料利用率高、承载能力大、适用范围广、安装方便等优点而在国内外桥梁建设中广泛应用，但是其构造复杂性、众多的焊缝引起的疲劳问题突出。正交异性钢桥面板的盖板、纵肋和横隔板的连接处的受力复杂，很容易产生疲劳裂纹。横隔板挖孔形式和纵肋截面形式对桥面盖板、纵肋和横隔板连接处的应力分布有很大的影响。本文以某两跨连续钢箱梁桥为工程背景，针对横隔板的挖孔形式和纵肋的截面形式等构造细节，对正交异性板的应力分布进行了研究，并对其疲劳寿命进行了评估。 本文具体的研究内容如下: (1)利用软件ANSYS建立不同横隔板挖孔形式和不同纵肋截面形式的正交异性钢桥面板有限元模型。在单轮荷载作用下，分析横隔板挖孔形式和纵肋截面形式对正交异性钢桥面板的盖板与纵肋、盖板与横隔板、横隔板与纵肋连接处的应力的影响。从而确定最优的横隔板挖孔形式和纵肋截面形式。 (2)首先用Midas-civil建立全桥梁单元模型，对全桥进行静力荷载下受力分析，从而得到全桥模型中受力最不利的钢箱梁节段，然后运用子模型技术，基于整体模型生成ANSYS子模型边界条件。通过ANSYS建立了33m长的局部壳单元模型，通过比较纵横向不同的加载工况，从而确定关注点的最不利加载位置。采用中国《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)中的疲劳荷载模型Ⅲ对该桥节段有限元模型进行加载计算。通过雨流计数法将加载得到的应力历程转化为应力谱，参照欧洲规范的疲劳寿命预测方法对节段模型中的5个疲劳关注点的疲劳寿命进行预测，说明该桥的疲劳设计寿命满足要求且具有一定的安全储备。将模型中选取的5个关注点在不同规范下疲劳车计算得到的最大疲劳幅对比，对比显示:中国疲劳车作用下的5个关注点的应力幅数值均最大，英国疲劳车其次，美国疲劳车最小。 |
| 作者： | 周艳香 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 林丽霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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