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系杆拱桥吊杆的受力分析及寿命预测
| 论文题名： | 系杆拱桥吊杆的受力分析及寿命预测 |
| 关键词： | 系杆拱桥;拱桥吊杆;受力分析;疲劳作用;锈蚀;短吊杆;吊杆应力;寿命;高次超静定结构;荷载作用;横塘;大桥;组合体系桥;有限元方法;预测模型;应力分布;应力变化;徐变;温度;损伤原理 |
| 摘要： | 系杆拱桥是一种无推力的梁拱组合体系桥,拱所产生的水平推力由系杆承担。因此系杆拱外部是静定结构,但内部是高次超静定结构,任何构件内力的改变都影响到全桥的受力状态。近年来,不断有系杆拱桥吊杆破损及更换的工程案例出现。因此,很有必要对系杆拱桥吊杆进行深入的研究。 本文以位于镇江的横塘大桥为工程背景,运用有限元方法,建立了该桥上部结构的计算模型。分析了该桥在恒载、汽车荷载、混凝土徐变和温度等作用下,吊杆应力的变化情况。结果表明,恒载、汽车及徐变荷载作用下,短吊杆的应力变化幅值较大,为最不利受力吊杆。温度荷载作用下,各吊杆应力分布比较均匀,应力的变幅度不大。 锈蚀和疲劳是系杆拱桥吊杆破损的主要原因。文中推导和建立了吊杆锈蚀速率的预测模型,得出横塘大桥吊杆在锈蚀作用下的寿命约为18年。针对吊杆的疲劳问题,利用线性累计损伤原理,采用相关荷载谱及S-N曲线,推算出短吊杆在疲劳作用下的寿命约为29年。另外,考虑锈蚀对疲劳的耦合影响,而得到的横塘大桥短吊杆的疲劳寿命约为21年。系杆拱桥中,与疲劳作用相比锈蚀对吊杆的寿命更起控制作用。 |
| 作者： | 孙学子 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 杜进生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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