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下承式系杆拱桥吊杆疲劳损伤研究
| 论文题名： | 下承式系杆拱桥吊杆疲劳损伤研究 |
| 关键词： | 拱桥吊杆;钢管混凝土;车辆荷载;雨流计数;疲劳损伤 |
| 摘要： | 随着我国进入21世纪，在改革开放的推动下，我国基础设施建设有了突飞猛进的增长。伴随日益加剧的交通压力，我国高速公路上的桥梁都在满负荷运营，并且服役时间普遍高于27年。可想而知由车辆带来的疲劳损伤则成为了桥梁最大的安全隐患。钢管混凝土拱桥以其自重轻，跨越能力大，力学线条优美受到广大桥梁建设者的青睐。而拱桥吊杆作为桥梁结构的主要传力构件，其健康状况关系到整个桥梁的运营安全。因此，本文结合北京至昆明108国道线云南境内的一处下承式钢管混凝土拱桥为原型，利用通用有限元计算软件MIDAS/CIVIL，模拟分析该拱桥在车辆荷载作用下其典型吊杆的疲劳性能，并通过改变拱桥设计参数，提出改善拱桥吊杆疲劳设计参考意见。主要研究内容及结论如下: ①运用MATLAB软件编程以实现服从对数正态分布的随机车辆荷载谱模拟，将该荷载谱随机作用于桥面行车道上。基于1860级钢绞线的疲劳S-N曲线分析理论，再利用雨流计数法计算各个典型吊杆在疲劳荷载谱下的等效应力幅以及等效应力循环次数。并基于Miner线性损伤累积理论对该下承式系杆拱桥吊杆的疲劳寿命做出了评估，具备一定的工程参考价值。 ②通过改变拱桥的某些疲劳设计参数的情况下进行了共6种情况的吊杆疲劳性能对比。分析发现:1）布置更有利于吊杆的协同受力，能良好的改善吊杆疲劳性能，即使在某根吊杆断裂的情况下也不会导致整桥的垮塌;2）杆间距的对吊杆疲劳性能的对比则要根据实际桥梁跨径确定，一般控制在4～10米。过大的吊杆间距对吊杆抗疲劳设计不利;3）工程造价，适当增大吊杆截面积对吊杆抗疲劳设计有利，尤其是边吊杆;4）刚度比过大对吊杆受力极为不利，不利于抗疲劳设计;5）比对吊杆的抗疲劳设计影响甚微，可根据实际情况做最佳调整;6）边吊杆离拱脚距离只对边吊杆的抗疲劳性能有利，而对其他吊杆的疲劳性能改善作用微小。 |
| 作者： | 吴坷 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 韩西 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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