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运营期大跨斜拉桥弹性伸缩装置服役性能评估
| 论文题名： | 运营期大跨斜拉桥弹性伸缩装置服役性能评估 |
| 关键词： | 大跨斜拉桥;弹性伸缩装置;服役性能;车流密度;位移响应 |
| 摘要： | 为实现风-车-桥耦合振动下伸缩缝服役性能研究，协助该类构件的运营期维养与病害防治等工作，首先研究风、车、桥元素特性，基于桥梁动力分析软件BDANS，建立了风-车-桥耦合振动分析系统；其次，为实现风-随机车流作用下斜拉桥梁端纵向位移响应分析，建立了斜拉桥有限元模型，对风荷载进行了模拟，基于实测交通流数据，建立匹配不同车流量情况下的车流密度-车速模型，并生成考虑轴重相关性的与真实交通流十分接近的随机车流；再次，根据DSC1760模数式伸缩缝不同元件的性能特点，建立数值模型，分析了不同元件参数对整体性能的影响，通过健康监测系统监测获取实测数据，基于Archard磨损理论对滑动支承聚四氟乙烯滑板磨损量进行了计算，并对温度与梁端位移的相关性进行了分析，对极端温度下的梁端位移极值进行了预测；最后，为对运营期内斜拉桥伸缩缝服役性能进行评估，基于斜拉桥在荷载作用下的梁端位移与Archard磨损模型，对风荷载、车流荷载作用下滑动支承聚四氟乙烯滑板的磨损深度样本采用伽马分布进行拟合，采用基于失效概率评估方法预测了滑动支承服役年限，并在综合考虑安装黏滞阻尼器对桥梁的各方面影响后，选择最优的阻尼器参数，对伸缩缝进行保护，延长其使用寿命。主要研究结论如下： （1）基于实测交通流数据与Logistic曲线，采用核密度估计方法获取交通流特性与车辆特性，建立匹配不同车流量情况下的车流速度-密度模型，再通过改进的拉丁超立方抽样方法与Copula理论，生成了考虑轴重相关性的车辆样本，得到的随机车流与真实道路交通流相似度极高。 （2）伸缩缝在外界荷载作用下发生拉伸或压缩时，变位均匀性与位移控制弹簧刚度呈正相关，与预压力、摩擦系数呈负相关。越靠近移动端的中梁累计滑移距离与滑移速度越大，磨损程度也越严重。 （3）基于Archard磨损理论与实测数据，对伸缩缝滑动支承进行磨损状况评估，发现其磨损量较小，能够满足正常服役要求。建立了温度位移相关性模型，验证了伸缩缝在极端温度下的安全性。 （4）通过基于失效概率的滑动支承磨损寿命评估方法进行评估，得到正常运营状态下伸缩缝滑动支承服役年限，为保护伸缩缝，设置塔梁黏滞阻尼器，比选后选用的阻尼器参数为速度指数α=0.3，阻尼系数C=3000kN·(m·s?1）。 |
| 作者： | 易雨时 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 韩万水 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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