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正交异性钢桥面板U肋与横隔板连接处疲劳性能研究
| 论文题名： | 正交异性钢桥面板U肋与横隔板连接处疲劳性能研究 |
| 关键词： | 正交异性钢桥;面板U肋;横隔板;连接处;疲劳性能 |
| 摘要： | 随着我国道路交通建设的快速发展,正交异性钢桥面板以其自重轻、极限承载力大、结构美观、施工方便等一系列优点,被广泛应用于国内外大跨度桥梁的建设中。但是,由于其结构受力复杂,局部构造形式多样,再加上焊接残余应力、应力集中、循环荷载效应以及现场安装误差等诸多因素的影响,较易发生疲劳破坏。因而近年来,正交异性钢桥面板的疲劳问题一直是道路交通建设中的热点问题。本文以九江长江公路大桥为工程背景,对该桥正交异性钢桥面板的U肋与横隔板连接处的疲劳性能进行了试验研究。具体工作如下: 1.对正交异性钢桥面板疲劳研究发展的国内外现状进行了详细介绍,并对疲劳基本理论以及当今主流的抗疲劳设计方法进行了简要阐述。 2.参照九江长江公路大桥正交异性钢桥面板的构造形式,建立了其整体钢箱梁的有限元模型、3U肋3跨桥面板系有限元模型以及本文所采用的用于模拟U肋与横隔板连接处疲劳性能的疲劳试件有限元模型。随后通过有限元分析,对三种模型中处于加载位置的U肋与横隔板连接处的应力情况进行了对比,论述了所采用的疲劳试件模型的合理性。 3.基于疲劳试件模型,建立6个有限元模型,并通过有限元计算得出各模型沿4条不同路径的应力分布情况,以研究当U肋与横隔板间因现场安装误差导致两者之间存在一定偏角时对正交异性钢桥面板的U肋与横隔板连接部位疲劳性能的影响,并将结论与实际疲劳试验的结果进行了对比分析。研究显示:现场安装误差对正交异性钢桥面板U肋与横隔板连接处的疲劳性能影响较大,在相同加载工况下,偏转角度越大,越容易出现疲劳裂纹。 4.为研究横隔板弧形缺口形式对正交异性钢桥面板U肋与横隔板连接处疲劳性能的影响,建立了3个分别采用不同横隔板弧形缺口形式(包括九江长江公路大桥所采用的弧形缺口形式)的9U肋6跨桥面板系有限元模型,并通过有限元方法计算得出单个车轮沿3种典型路径在各桥面板模型上行驶时,各模型研究点位置处的应力-时间历程。有限元结果显示,模型2采用的弧形缺口形式较1与3更为合理。 |
| 作者： | 王鑫 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 吕彭民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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