本文選題：鋼箱梁 + 焊接細(xì)節(jié)��； 參考：《南京航空航天大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：鋼結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中應(yīng)用廣泛,但在大跨度鋼橋的運(yùn)營過程中也會產(chǎn)生各種病害,最典型的病害為鋼箱梁腐蝕和出現(xiàn)疲勞裂紋。腐蝕和疲勞是鋼箱梁退化的最常見的因素,而且這兩種因素之間存在著相互促進(jìn)作用。目前,對鋼箱梁腐蝕疲勞性能的研究相對較少,因此本文設(shè)計了典型的節(jié)段式鋼箱梁試件,在一定的荷載水平和加載頻率下,研究了試件分別在未腐蝕、不同濃度腐蝕液作用下的疲勞性能,最后,通過建立體殼組合單元模式的分析模型對試件進(jìn)行了熱點(diǎn)應(yīng)力分析。本文主要研究內(nèi)容為:(1)通過腐蝕疲勞試驗(yàn),對節(jié)段式鋼箱梁試件的裂紋發(fā)展和壽命進(jìn)行了研究,研究表明,四個試件發(fā)生疲勞破壞的位置均為節(jié)段式鋼箱梁頂板與U肋焊縫處,且均在頂板母材上斷裂;腐蝕對試件的疲勞性能有一定影響,經(jīng)過3%Na Cl腐蝕液腐蝕的試件疲勞性能退化最為嚴(yán)重,其次為經(jīng)過1%Na Cl腐蝕液腐蝕的試件和5%Na Cl腐蝕液腐蝕的試件,最后是未經(jīng)過腐蝕的試件;(2)基于實(shí)測試件的疲勞殘余應(yīng)變,本文建立了三階段的疲勞累積損傷公式,所提出的研究方法可供疲勞損傷分析參考;(3)鋼箱梁腐蝕疲勞有限元建模計算,分別建立節(jié)段式鋼箱梁試件的體單元模型和體殼組合單元模型進(jìn)行計算,計算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,得到較為合理的有限元計算模型為體殼組合單元模型;(4)鋼箱梁腐蝕疲勞的熱點(diǎn)應(yīng)力計算,采用體殼組合單元建模分析,由不同方法外推得到的焊縫焊趾處的熱點(diǎn)應(yīng)力不同;考慮腐蝕對節(jié)段式鋼箱梁試件焊縫熱點(diǎn)應(yīng)力的影響,在試驗(yàn)荷載等級25k N、不考慮涂層對鋼材的保護(hù)作用下,經(jīng)過10年腐蝕的試件就不能滿足工程的承載能力要求。
[Abstract]:Steel structures are widely used in practical projects, but in the operation of long-span steel bridges, there are also various diseases, the most typical of which are corrosion of steel box girders and fatigue cracks. Corrosion and fatigue are the most common factors in the degradation of steel box girders. At present, there are few researches on the corrosion fatigue performance of steel box girder, so the typical segmental steel box girder specimens are designed in this paper. At a certain load level and loading frequency, the specimens are studied respectively without corrosion. The fatigue properties of the specimens under the action of corrosion solution with different concentrations are analyzed. Finally, the hot spot stress analysis of the specimen is carried out by building the model of the three-dimensional shell combination element model. The main content of this paper is: (1) through corrosion fatigue test, the crack development and life of the steel box girder specimens are studied. The results show that the fatigue failure of the four specimens is located at the weld between the roof and U rib of the steel box girder. The fatigue properties of the specimens were affected by corrosion, and the fatigue properties of the specimens corroded by 3%Na Cl solution were the most serious, followed by those corroded by 1%Na Cl corrosion solution and 5%Na Cl corrosion solution, and the fatigue properties of the specimens were affected by the corrosion of the base metal on the roof, and the fatigue properties of the specimens corroded by the 3%Na Cl corrosion solution were the most serious. Finally, a three-stage fatigue cumulative damage formula is established based on the measured fatigue residual strain of the uncorroded specimen. The research method presented in this paper can be used as a reference for fatigue damage analysis and can be used to model and calculate the corrosion fatigue of steel box girder by finite element method, and the body element model and the combined body shell element model of the steel box girder specimen are established respectively. The calculated results are verified by the experimental results. The more reasonable finite element model is the hot stress calculation of the steel box girder corrosion fatigue, and the model is modeled by the body shell composite element. The hot spot stress at weld toe derived from different methods is different, considering the effect of corrosion on weld hot spot stress of steel box girder specimen, under the test load grade of 25kN, the protective effect of coating on steel is not considered. After 10 years of corrosion, the specimens can not meet the engineering load capacity requirements.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U441.4

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本文編號：1950592