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公轨两用斜拉桥耳板式索梁锚固结构疲劳性能研究
| 论文题名： | 公轨两用斜拉桥耳板式索梁锚固结构疲劳性能研究 |
| 关键词： | 公轨两用斜拉桥;索梁锚固结构;疲劳荷载;有限元仿真 |
| 摘要： | 公轨两用斜拉桥索梁锚固结构区域内受力集中、构造复杂,其疲劳问题比一般公路斜拉桥更为突出。本文以疲劳强度理论、疲劳损伤累积理论为基础,以红岩村嘉陵江大桥(公轨两用斜拉桥)为依托,从研究索梁锚固结构的疲劳荷载入手,利用有限元仿真技术,着重研究了红岩村嘉陵江大桥耳板式索梁锚固结构的疲劳性能。本文主要内容如下: 1.本文整理与分析了国内外有关斜拉桥索梁锚固结构的研究现状,并对各国规范(中国公路钢结构桥梁设计规范报批稿、BS5400、AASHTO、Eurocode)中的疲劳荷载模型及疲劳验算方法进行了比较分析。 2.采用有限元软件MidasCivil建立红岩村嘉陵江大桥全桥数值模型,计算大桥在活载作用下的梁端索力值,并以最大索力幅值为依据确定岸侧边索所在的索梁锚固结构为研究对象。 3.分别采用模拟随机车流、Miner理论确定等效标准疲劳车和规范规定的疲劳荷载模型计算索梁锚固结构的疲劳荷载幅值。通过对比分析,发现依据Miner线性损伤累积理论,计算等效疲劳标准车辆而得到的索梁锚固结构常幅疲劳荷载,其结果相对准确且方法简便。 4.采用ANSYS有限元分析软件,建立耳板式索梁锚固结构有限元模型,经计算得知耳板式索梁锚固结构的应力大小、分布规律及钢锚箱各板件对索力的分配情况。 5.利用有限元分析法,对耳板式索梁锚固结构的疲劳性能进行了研究。发现在疲劳荷载加载过程中耳板式索梁锚固结构的最大应力值为220.61MPa,并未达到材料的屈服强度。各应力控制点的应力值呈线性变化,各主要构件和主要受力焊缝附近的应力并未出现异常现象。 6.分别采用等效疲劳标准车模型和各国规范(中国公路钢结构桥梁设计规范报批稿、BS5400、AASHTO、Eurocode)规定的疲劳荷载模型进行疲劳荷载的确定,并依据各国规范规定的疲劳验算方法进行疲劳验算,发现耳板式索梁锚固结构的最大正应力幅为51.0MPa,最大剪应力幅为15.2MPa,满足各国规范要求,从理论上验证了红岩村嘉陵江大桥耳板式索梁锚固结构的疲劳可靠性。 |
| 作者： | 张维昕 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 周绪红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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