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多塔悬索桥钢箱梁疲劳敏感空间分布与细节评估
| 论文题名： | 多塔悬索桥钢箱梁疲劳敏感空间分布与细节评估 |
| 关键词： | 多塔悬索桥钢箱梁;疲劳敏感;动力响应;混合单元法;感空间分布;细节评估;有限元模型 |
| 摘要： | 多塔悬索桥具有超长的跨越能力，可以突破单一跨径的跨度限制，在大跨度桥梁建设中具有很强的竞争力。但是由于中间塔的设置，使得多塔悬索桥的整体受力性能与传统的双塔悬索桥有很大的差异，主梁的疲劳问题更加复杂。本文以泰州大桥为工程背景，采用整体—局部的多层次分析方法，研究了钢箱梁疲劳敏感区域的空间分布问题，并结合荷载试验，对易于发生疲劳破坏的焊接细节进行疲劳损伤分析。主要研究内容包括以下几个方面: (1)运用有限元分析程序ANSYS建立泰州大桥整体有限元模型，在车辆荷载调查的基础上，利用蒙特卡罗方法模拟生成交通荷载流，进行交通荷载作用下的泰州大桥整体动力响应分析，研究了钢箱梁动力响应敏感梁段。研究表明:中塔附近梁段，尤其是中塔左右两侧第一根吊杆位置处梁段是随机车流作用下的动力响应敏感梁段。 (2)以泰州大桥健康监测系统记录的钢箱梁应变时程数据为基础，提取出车辆荷载作用下钢箱梁的应力响应，以累积疲劳损伤增量为评价指标，研究钢箱梁疲劳敏感梁段。研究表明:中塔附近梁段，尤其是中塔左右两侧第一根吊杆位置处梁段动力响应最为明显，是进行疲劳分析时的关键断面。 (3)基于混合单元法，建立泰州大桥多尺度模型，在车道车辆荷载调查的基础上，研究不同车道桥面板构造细节的应力响应。分析表明:相同时间内重车道位置处桥面板的累积疲劳损伤大于快车道和超车道，是进行疲劳分析时的最不利车道。 (4)针对正交异性桥面板易于发生疲劳破坏的焊接细节（顶板与纵肋连接焊缝、纵肋对接焊缝），进行了泰州大桥现场试验。通过对试验数据分析表明:重车道位置加厚了顶板和纵肋以后，改善了此处焊接细节的受力性能，但是仍不能平衡由重车引起的疲劳损伤，因此要严格控制超载车辆对钢箱梁的疲劳作用。 |
| 作者： | 史长华 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 缪长青 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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