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基于子模型法的既有公路钢筋混凝土箱梁桥疲劳寿命评估
| 论文题名： | 基于子模型法的既有公路钢筋混凝土箱梁桥疲劳寿命评估 |
| 关键词： | 既有公路;钢筋混凝土箱梁桥;疲劳寿命;子模型法 |
| 摘要： | 随着我国公路交通运输的快速发展，既有公路钢筋混凝土箱梁桥作为公路桥梁的一种主要形式，在我国公路交通运输中起着至关重要的作用。既有公路钢筋混凝土箱梁桥在车辆荷载的长期作用下很可能对桥梁危险部位造成疲劳破坏，严重威胁着桥梁的安全。因此，研究既有公路钢筋混凝土箱梁桥在车辆荷载作用下的疲劳寿命尤为必要。 本文以一座既有公路钢筋混凝土变截面连续箱梁桥为工程背景，对其展开在编组疲劳车荷载作用下的疲劳寿命评估的研究。根据国内外对既有公路钢筋混凝土变截面连续箱梁桥的疲劳寿命评估的研究现状，结合本文研究的实际情况，本文主要对以下几个方面进行了研究： 首先，对疲劳车荷载谱进行了研究，得到了编组疲劳车荷载；对既有公路钢筋混凝土变截面箱梁桥的疲劳特性进行了分析研究，确定了桥梁易发生疲劳破坏的部位：1/4跨节段箱梁腹板和跨中节段箱梁底板；采用临界面法对腹板混凝土进行多轴疲劳寿命评估，采用钢筋S-N曲线和Miner线性累积损伤理论对钢筋进行疲劳寿命评估；给出了既有公路钢筋混凝土变截面箱梁桥疲劳寿命评估的流程图。 然后，根据本文的研究工程背景，建立了桥梁壳体有限元模型，再针对桥梁易发生疲劳破坏的部位，采用基于子模型法的多尺度分析方法，建立了第三跨1/4跨截面前后10m节段箱梁腹板无裂缝的实体子模型、1/4跨截面前后10m节段箱梁腹板带裂缝的实体子模型、跨中截面前后12m节段箱梁底板带裂缝实体子模型，分别对壳体模型和子模型在编组疲劳车沿单车道和双车道过桥的响应进行了分析，确定了腹板混凝土的疲劳危险点。 最后，采用临界面法计算了腹板混凝土危险点在多轴疲劳应力状态下的开裂寿命，采用基于S-N曲线和Miner线性累积损伤理论对腹板裂缝处箍筋和底板裂缝处纵向钢筋进行了疲劳寿命评估，得到了桥梁的疲劳寿命。并对比分析了编组疲劳车在不同车速下对桥梁的疲劳寿命的影响。 综上所述，本文的研究针对既有公路钢筋混凝土变截面连续箱梁桥的易发生疲劳破坏的部位进行了分析，提出了既有钢筋混凝土公路箱梁桥的疲劳寿命评估方法。对既有公路钢筋混凝土箱梁桥的疲劳寿命预测和重特大事故的预防方面有一定的经济和社会效益。 |
| 作者： | 吴和彬 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 刘嘉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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