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下承式拱桥破损安全吊杆的可靠度研究
| 论文题名： | 下承式拱桥破损安全吊杆的可靠度研究 |
| 关键词： | 下承式拱桥;破损安全吊杆;可靠度;敏感度;有限元分析 |
| 摘要： | 吊杆的安全性问题是下承式拱桥设计的重要课题之一，现有的吊杆设计理论，对吊杆的断索安全性问题考虑不够充分，而破损安全吊杆系统正好充分考虑了这一问题。破损安全吊杆系统，目的在于早期发现吊杆的锈蚀等问题，使吊杆中的部分索因锈蚀等原因先发生破断，起到安全预警的效果；而剩余索还能承受相应的荷载，保证吊杆不致于全部破断，使吊杆破断后具有一定的安全性。研究拱桥破损安全吊杆的安全性问题不仅具有重要的理论意义，而且具有广泛的工程应用前景和重大的经济效益及社会效益。 首先介绍了破损安全吊杆的原理和常见的破损安全吊杆单元。破损安全吊杆的原理是：破损安全吊杆由F索(Failure Cable)与S索(Safety Cable)构成，通过操控单元(角度、截面或张拉应力等)参数的取值，使F索与S索之间形成应力差，进而形成寿命差，实现F吊杆先破断。 接着介绍了工程结构可靠度理论及FORM可靠度计算方法。应用可靠度理论，把恒载、车辆荷载、人群荷载、材料性能和几何参数均视为随机变量，建立了抗力、荷载和极限承载能力概率模型。应用有限元软件对五象八尺江桥吊杆受F索破断引起的冲击力的影响作了研究分析。用可靠指标和安全系数对破损安全吊杆的F索和S索在不同面积比值和应力差值情况下的安全性进行了研究分析，在分析F索破断工况时，考虑F索的断索冲击效应。 最后总结了F索和S索在不同面积比值和不同应力差值下的安全系数和可靠度指标的变化情况。得出五象八尺江桥破损安全吊杆中F索占的面积应不大于20.0％，F索张拉应力应高出S索700～900MPa，这样破损安全吊杆的安全性比较合理，且在相同使用条件下，F索会比S索先断，从而起到预警作用，而S索还能继续承载。 |
| 作者： | 高显平 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 向天宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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