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钢绞线拉索断丝效应分析及安全评估
| 论文题名： | 钢绞线拉索断丝效应分析及安全评估 |
| 关键词： | 斜拉桥;钢绞线拉索;断丝效应;安全评估 |
| 摘要： | 随着中国交通基建投资逐渐加大，斜拉桥以其优越的受力性能，越来越多被修建应用。拉索作为斜拉桥主要的受力构件，若其发生损伤势必会造成桥梁整体结构发生不利变化。而斜拉桥在服役期由于锈蚀、交变荷载等因素影响，拉索易出现不同程度的断丝现象。钢绞线拉索由于其张拉简单、运输方便等原因被广泛应用于斜拉索。但是，钢绞线拉索结构复杂，各根钢绞线互相影响，造成了内部钢绞线受力不清晰，对其损伤后的安全性也难以准确评估。 本文为了揭示钢绞线拉索断丝后的受力机理及安全性，通过建立丝—股（钢绞线）—索的层级关系，进行断丝损伤后拉索安全性评估，依托陕西省交通厅科技计划项目（17-15K）和中央高校基本科研业务费专项资金项目(300102219705)，开展了如下研究： （1）首先，利用SolidWorks建立了1×7的1860级钢绞线实体模型，通过将侧丝和中丝断丝效应计算结果与已有文献实验数据进行比对，验证了该模型的正确性。计算结果表明，中丝断裂对钢绞线应力影响不大，应力增长与应力分布与断丝前呈相似的规律，而侧丝断裂后会对相邻丝造成应力重分布，导致相邻丝应力增加较大，比其他钢丝提前进入塑性发展阶段，导致承载能力降低较大。 （2）在SolidWorks中建立了配套7孔锚具的拉索模型，利用ANSYS workbench分析了其中某根钢束轴力改变对其余钢束轴力的影响；再建立配套7孔锚具拉索和250-37型拉索模型，分析其中某根钢束失效对拉索整体索力与其余钢束拉力的影响。 （3）建立某黄河公路大桥Midas civil模型，分析不同位置拉索损伤对桥梁主梁，主塔的影响，得到了主塔和主梁对拉索损伤的敏感程度，得到了不同位置拉索损伤对主梁、主塔的影响效应。 （4）在分析了丝、股、索损伤的影响效应后，利用物元可拓评估方法，建立具有丝—股—索层级关系的拉索安全性评估模型。根据以上分析结果得到了不同层级构件的权重，以某黄河公路大桥某根拉索发生断丝损伤为例，利用物元可拓评估方法对其进行安全评估。 |
| 作者： | 张杰 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 刘来君 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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