大跨徑橋正交異性鋼橋面板裂縫成因及處治對(duì)策研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-16 20:24
正交異性鋼橋面板構(gòu)件眾多、橫縱肋交錯(cuò),受力情況復(fù)雜,同時(shí)由于正交異性鋼橋面板影響線較短,應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯,導(dǎo)致其疲勞問(wèn)題突出。正交異性鋼橋面板疲勞開(kāi)裂往往與橋面鋪裝病害一同出現(xiàn),兩種病害相互影響、互為因果。目前正交異性鋼橋面板的抗疲勞設(shè)計(jì)一般從橋面板自身的構(gòu)造細(xì)節(jié)入手,采用橋面板與鋪裝層相結(jié)合的一體化設(shè)計(jì)思路相對(duì)較少。本論文以江陰長(zhǎng)江公路大橋?yàn)槔?分析計(jì)算了大橋典型位置處的疲勞壽命,并根據(jù)橋面板與鋪裝層一體化設(shè)計(jì)的思路,提出了針對(duì)大跨徑橋正交異性鋼橋面板疲勞開(kāi)裂及橋面鋪裝病害的處治對(duì)策。計(jì)算結(jié)果表明,采用ECC(摻纖維PVA水泥基復(fù)合材料)作為橋面鋪裝材料能夠較好的提高橋面板的疲勞壽命。本論文主要內(nèi)容如下:(1)回顧了正交異性鋼橋面板的發(fā)展史,總結(jié)了正交異性鋼橋面板疲勞開(kāi)裂的主要位置和形式,同時(shí)整理了目前正交異性鋼橋面板典型的鋪裝形式;(2)調(diào)查整理了江陰長(zhǎng)江公路大橋自通車運(yùn)營(yíng)以來(lái)出現(xiàn)的橋面鋪裝病害及主梁焊縫處疲勞開(kāi)裂情況,同時(shí)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性的分類,總結(jié)出大跨徑橋正交異性鋼橋面板病害的基本特征;(3)以江陰長(zhǎng)江公路大橋病害檢測(cè)結(jié)果為依據(jù),通過(guò)有限元計(jì)算分析,闡述了正交異性鋼橋面板在車輛輪載作用下的應(yīng)力分布規(guī)律,作為之后的疲勞細(xì)節(jié)處的疲勞壽命計(jì)算的基礎(chǔ);(4)綜述了結(jié)構(gòu)疲勞分析計(jì)算的基本概念、方法和思路,同時(shí)運(yùn)用線性疲勞損傷累積理論進(jìn)行了江陰大橋正交異性鋼橋面板細(xì)節(jié)處疲勞壽命的計(jì)算,并將計(jì)算結(jié)果與檢測(cè)所得的實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了計(jì)算方法的合理性;(5)運(yùn)用橋面板與鋪裝層一體化設(shè)計(jì)的思想,提出了針對(duì)大跨徑橋正交異性鋼橋面板疲勞開(kāi)裂及橋面鋪裝病害的處治對(duì)策——ECC一鋼組合橋面板。通過(guò)分析處治之后的橋面板疲勞壽命及鋪裝層抗疲勞性能,驗(yàn)證了該處治方法的有效性。
【學(xué)位授予單位】:東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:U445.71
本文編號(hào):2568297
【學(xué)位授予單位】:東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:U445.71
文章目錄
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題背景及意義
1.1.1 工程背景
1.1.2 課題意義
1.2 正交異性鋼橋面板概述
1.2.1 正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1.2.2 疲勞裂縫形式
1.3 正交異性鋼橋面板疲勞開(kāi)裂及處治研究現(xiàn)狀
1.3.1 國(guó)內(nèi)外疲勞裂縫研究現(xiàn)狀
1.3.2 正交異性鋼橋面板鋪裝研究現(xiàn)狀
1.4 研究?jī)?nèi)容及論文結(jié)構(gòu)
第二章 鋼箱梁裂縫成因分析
2.1 病害檢測(cè)
2.1.1 主梁裂縫檢測(cè)
2.1.2 鋪裝層病害檢測(cè)
2.2 車流量信息調(diào)查
2.3 整體內(nèi)力分析
2.3.1 幾何非線性基本理論
2.3.2 整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析
2.3.3 伸縮縫對(duì)橋面板受力的影響
2.4 局部應(yīng)力分析
2.4.1 有限元模型對(duì)比
2.4.2 輪載作用下橋面板應(yīng)力分布特征
2.5 焊接殘余應(yīng)力的影響
2.6 本章小結(jié)
第三章 結(jié)構(gòu)疲勞與斷裂理論
3.1 疲勞損傷機(jī)理
3.1.1 疲勞破壞特征
3.1.2 疲勞破壞機(jī)理
3.2 疲勞的基本概念
3.2.1 交變應(yīng)力
3.2.2 疲勞強(qiáng)度和疲勞極限
3.2.3 S-N曲線
3.3 結(jié)構(gòu)疲勞壽命計(jì)算相關(guān)概念
3.3.1 線性疲勞累積損傷理論
3.3.2 雨流計(jì)數(shù)法
3.3.3 等效應(yīng)力幅
3.4 本章小結(jié)
第四章 鋼箱梁U肋與橋面板連接處焊縫疲勞分析
4.1 鋪裝層對(duì)橋面板疲勞壽命的影響
4.1.1 考慮鋪裝層的橋面板模型建立
4.1.2 鋪裝層對(duì)橋面板受力性能的影響
4.2 車輛荷載模擬
4.2.1 疲勞荷載的模擬形式
4.2.2 疲勞車模型及加載方式
4.3 考慮鋪裝層的橋面板疲勞壽命計(jì)算
4.3.1 疲勞分析基本方法
4.3.2 U肋與橋面板連接處焊縫疲勞壽命計(jì)算
4.4 本章小結(jié)
第五章 正交異性鋼橋面板疲勞裂縫的處治對(duì)策
5.1 影響結(jié)構(gòu)疲勞的主要因素
5.1.1 材料影響
5.1.2 應(yīng)力幅特征
5.1.3 缺口效應(yīng)
5.1.4 尺寸效應(yīng)
5.2 正交異性鋼橋面板疲勞開(kāi)裂的處治對(duì)策
5.2.1 疲勞開(kāi)裂后的處理
5.2.2 疲勞開(kāi)裂前的預(yù)防
5.3 新型鋪裝體系處治對(duì)策研究
5.3.1 ECC對(duì)橋面板疲勞壽命的影響
5.3.2 ECC疲勞分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論及展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 建議與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【相似文獻(xiàn)】
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2 余加勇;朱建軍;鄒崢嶸;張坤;;大跨徑橋梁撓度測(cè)量新方法研究[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年10期
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1 肖鵬;大跨徑橋正交異性鋼橋面板裂縫成因及處治對(duì)策研究[D];東南大學(xué);2015年
本文編號(hào):2568297
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