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原文传递装配式T梁桥横向联系疲劳性能分析及影响因素研究

论文题名：	装配式T梁桥横向联系疲劳性能分析及影响因素研究
关键词：	装配式T梁桥;横向联系;整体刚度;疲劳评估
摘要：	装配式T梁桥被广泛应用于我国城市及公路中小跨径桥梁中，该型桥梁一般在横向设置横隔梁及翼缘板联结以增强各主梁之间的横向整体刚度，根据横向联结的强弱可以分为铰接、半刚半铰联结及刚接，而目前工程中使用最多的为横向联结采用现浇混凝土湿接缝的刚性连接形式。大量工程实践表明装配式T梁桥的湿接缝在重载交通及外界环境侵蚀等因素的长期影响下，很容易产生损伤破坏，甚至引起各主梁内力的重分配及“单梁受力”现象的产生。因此，对该类桥梁的横向联系湿接缝进行在交通荷载作用下的疲劳损伤评估及影响因素研究，具有重要的理论意义及工程价值。本文依托工程实例，对采用湿接联结形式的装配式T梁桥横向联系的疲劳损伤评估方法和多种内外部因素的影响规律展开研究。本文主要研究内容从以下几方面展开：　　（1）以318国道荆州段改扩建工程中某装配式T梁桥为背景，选取T形梁桥的五种常见横向联结形式：铰接、半刚半铰、刚接、半刚半铰+整体化层及刚接+整体化层。从静力和动力特性两方面分析不同横向联结形式下的整体刚度的差异性，进而说明现浇混凝土湿接缝的刚性连接形式的优越性。　　（2）选定车流量调查方法对本文桥例所在路段的车流量展开调查。基于数理统计基本理论确定各车型比例、车重及车间距分布类型，得到相应的分布参数，采用Matlab并结合蒙特卡洛随机模拟的思想，编写随机车流模拟程序，模拟得到该路段在一般运行状态下的车辆疲劳荷载谱。　　（3）依托实际桥例，基于装配式T梁桥横向联系构造的已有理论与工程实际，利用ANSYS建立起装配式T梁桥全桥有限元模型，分析车辆荷载作用下装配式T梁桥横向联系的静动力特性，确定疲劳分析关键点部位，通过影响线加载法计算随机车流过桥时各疲劳关键点处的应力谱；基于Miner线性疲劳累计损伤准则，编写出疲劳损伤评估相关计算程序，在不考虑交通量变化及环境因素变化的情况下，分别计算出各关键点混凝土及钢筋的疲劳累积损伤度，找出疲劳累计损伤最大的部位作为疲劳损伤影响因素的研究对象。　　（4）开展超载、交通量变化等多种因素对装配式T梁桥横向联系湿接缝疲劳损伤的影响研究。首先对比新旧超载超限评定规程，确定超载评定依据，基于实际交通量调查数据，分析了车辆运行状态、超载率与超载比例、车辆载重水平与运营时间、不同车型超载等多种因素对横向联系关键点的疲劳损伤影响规律。然后根据灰色模型来预测未来交通量的变化，研究了不同年份交通量下关键点处钢筋的应力幅变化规律及交通量增长对关键点处疲劳损伤的影响。最后考虑钢筋锈蚀引起的结构整体刚度退化的影响进行定量分析，可知单一因素产生的变化就会对关键点的疲劳寿命产生重大影响。
作者：	何见强
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	王向阳
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2021