本文選題：銷鉸式錨固結(jié)構(gòu) + 模型試驗��； 參考：《西南交通大學》2017年碩士論文

【摘要】：在鋼橋中,索梁錨固結(jié)構(gòu)是影響橋梁安全使用的關(guān)鍵位置,通常具有結(jié)構(gòu)復雜、應(yīng)力集中、焊縫密集等特點,其疲勞性能很難被設(shè)計人員所把握。本文基于以上背景,對拱橋銷鉸式錨固結(jié)構(gòu)疲勞性能進行研究。以廣州樞紐跨桂丹路(24+160+24)m鋼管混凝土剛架系桿拱連續(xù)箱梁組合橋1#橋作為工程背景,采用模型試驗與有限元理論分析相結(jié)合的方式,對其銷鉸式錨固結(jié)構(gòu)的疲勞性能進行研究。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)建立有限元模型,選取吊桿力幅值最大的錨固區(qū)梁段,對設(shè)計荷載下錨固區(qū)的整體應(yīng)力分布及索力在焊縫內(nèi)部的分配規(guī)律進行了分析,同時對銷鉸連接的力學特性進行了接觸非線性分析。結(jié)果表明,錨固結(jié)構(gòu)局部存在應(yīng)力集中現(xiàn)象,索力的傳遞較為流暢,耳板-橋面板、耳板-橫隔板、耳板-橋面加勁板三條焊縫承擔了 80%的索力,但在焊縫內(nèi)部應(yīng)力分布很不均勻。(2)根據(jù)列車實際運行計劃,結(jié)合Palmgren-Miner線性疲勞累計損傷準則確定了疲勞荷載。設(shè)計了 1:2縮尺試驗?zāi)Ｐ蛯︿N鉸式索梁錨固結(jié)構(gòu)的疲勞性能展開試驗研究。260萬次循環(huán)加載后使用磁粉及超聲波對試驗?zāi)Ｐ瓦M行了探傷檢查未發(fā)現(xiàn)裂紋,各測點應(yīng)力測試結(jié)果波動不大且加載卸載曲線呈線性變化,并根據(jù)規(guī)范對結(jié)構(gòu)的疲勞應(yīng)力進行了驗算。試驗及驗算結(jié)果證明了銷鉸式索梁錨固結(jié)構(gòu)抗疲勞性能良好且具有一定的疲勞安全儲備。(3)采用擴展有限元法對該拱橋銷鉸式錨固結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)造細節(jié)進行了三維裂紋擴展仿真,分析了裂紋擴展過程中裂紋擴展速率及應(yīng)力強度因子的變化規(guī)律,并依據(jù)Paris公式對該銷鉸式錨固結(jié)構(gòu)的疲勞壽命進行了初步預測。
[Abstract]:In steel bridges, cable girder Anchorage structure is the key position affecting the safety of bridges. It usually has the characteristics of complex structure, stress concentration and welding seam density, so its fatigue performance is difficult to be grasped by designers. Based on the above background, the fatigue behavior of pin-hinged Anchorage structure of arch bridge is studied in this paper. Taking the concrete filled steel tube concrete continuous box girder composite bridge which spans Guidan Road in Guangzhou as the engineering background, the model test is combined with the finite element theory analysis. The fatigue behavior of pin-hinged Anchorage structure is studied. The main research contents and conclusions are as follows: (1) establish the finite element model, select the beam section of anchoring zone with the largest amplitude of the suspender force, and analyze the overall stress distribution of the anchoring zone and the distribution law of cable force in the weld seam under the design load. At the same time, the contact nonlinear analysis of the mechanical properties of pin-hinge connection is carried out. The results show that the local stress concentration exists in the Anchorage structure, and the transfer of cable force is relatively smooth. The three welds of ear slab-bridge slab, ear-slab-transverse partition, ear-slab-bridge stiffener bear 80% cable force. However, the stress distribution in the weld is very uneven. (2) according to the actual operation plan of the train, combined with the Palmgren-Miner linear fatigue cumulative damage criterion, the fatigue load is determined. A 1:2 scale test model was designed to test the fatigue behavior of the pin-hinged cable beam Anchorage structure. After 2.6 million cycles of loading, no cracks were found in the model by using magnetic powder and ultrasonic wave. The stress test results of each measuring point are not fluctuant and the loading and unloading curves are linearly changed, and the fatigue stress of the structure is checked and calculated according to the code. The results of test and calculation prove that the anti-fatigue performance of the pin-hinged cable beam Anchorage structure is good and has certain fatigue safety reserve. The expanded finite element method is used to simulate the three dimensional crack growth of the key structure of the pin hinged anchor structure of the arch bridge. The variation of crack growth rate and stress intensity factor during crack growth is analyzed, and the fatigue life of the pin hinged Anchorage structure is preliminarily predicted according to Paris formula.
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U441.4;U448.225

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本文編號：1875844