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公路组合-混合梁斜拉桥锚固区域受力及疲劳特性研究
| 论文题名： | 公路组合-混合梁斜拉桥锚固区域受力及疲劳特性研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;锚固区域;受力状况;疲劳特性 |
| 摘要： | 本文以沿海地区某大跨径斜拉桥为工程背景，建立全桥杆系有限元模型和钢锚箱式索梁锚固结构的局部实体模型，研究了全桥最不利荷载组合下的索力分布及钢锚箱各部件受力状况，并基于S-N曲线的名义应力法、Miner线性累计损伤理论，利用疲劳分析软件FE-SAFE和计算机编程语言Python，分别进行软件计算和编程计算，最终对比分析了钢锚箱在典型随机车流荷载作用下的疲劳损伤以及疲劳寿命，本文的主要工作内容及研究成果如下： （1）利用有限元软件Midas Civil建立全桥模型分析全桥受力情况，基于索力值和索力幅值确定了受力最不利位置的拉索及其对应的索力幅值，并按照疲劳规范计算了疲劳荷载幅；利用有限元软件ABAQUS建立钢锚箱局部实体有限元模型分析其受力情况，通过探究最大索力幅作用下各部件的应力状态，找出应力集中现象出现的集中区域：承压板、顶底锚固板与腹板相连接的六条主焊缝上的应力集中现象较为显著，其他部件及连接焊缝处的应力相对较小。 （2）通过对典型车辆荷载的车型占比、载重占比的分析以及对斜拉索各车道索力影响线的叠加计算，运用计算机编程语言Python撰写交互性程序，实现基于Monte Carlo数值模拟法生成典型随机车流并在影响线上实现加载的目的，并根据影响线计算结果输出典型随机车流作用下的索力历程数据，最终基于“雨流”计数法统计得到对应的疲劳荷载效应谱。 （3）根据规范对钢锚箱的主焊缝进行焊缝细节构造评级，并基于S-N材料疲劳曲线结合Miner线性累计疲劳准则进行钢锚箱主焊缝的疲劳寿命评估；同时，利用疲劳分析软件FE-SAFE结合有限元软件的应力响应输出数据进行疲劳寿命评估，最终对比两种寿命评估方法所得出的结论。研究发现，两种方法所得到的疲劳寿命均大于本文研究桥梁的设计使用寿命，因此，偏安全的选取较小值作为钢锚箱构件的理论疲劳寿命极限。 |
| 作者： | 王泽林 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 杜柏松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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