吊桿作為系桿拱橋的傳力構(gòu)件,其完好程度決定著系桿拱橋的運(yùn)營安全,吊桿的破斷很可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部破壞甚至于整體垮塌。本文依托實(shí)際工程,采用室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn)及有限元模擬分析相結(jié)合的方法,圍繞吊桿破損和斷裂對鋼管混凝土系桿拱橋力學(xué)性能的影響展開了研究,并對吊桿破斷可能造成結(jié)構(gòu)破壞的原因作出了總結(jié)。本文主要研究內(nèi)容及研究成果有以下幾個方面:（1）將結(jié)構(gòu)“魯棒性”引入吊桿破斷的研究中,得到了背景實(shí)橋34根吊桿基于“魯棒性”的重要性系數(shù)。其中,拱腳附近、1/4跨徑和跨中處的吊桿重要性系數(shù)較大,反映出該處吊桿破斷對系桿拱橋的承載力影響較大。選以上控制截面處的吊桿作為吊桿破斷的研究對象,對吊桿損傷過程中的應(yīng)力、內(nèi)力演變規(guī)律進(jìn)行理論分析,得到了吊桿內(nèi)力與損傷程度間的理論曲線。借此曲線可在實(shí)際工程中通過定期檢測吊桿內(nèi)力變化而反推吊桿損傷程度,并預(yù)測損傷吊桿剩余使用壽命,進(jìn)而及早更換損傷吊桿避免吊桿斷裂。（2）研究了吊桿破損和斷裂對系桿拱橋力學(xué)性能的影響,研究結(jié)果表明:吊桿發(fā)生損傷后,其自身的內(nèi)力減小而應(yīng)力增大迅速,而對其余吊桿影響較小,其余吊桿應(yīng)力最大增幅為10%左右,且距離損傷吊桿較遠(yuǎn)的吊桿應(yīng)力值幾乎不變。單... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

孔雀河大橋吊桿斷裂事件圖

布了國家推薦性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》[2]。80 年以來，世界范圍內(nèi)出現(xiàn)大量的鋼管混凝土拱橋，我國的鋼管混凝土拱橋也高速發(fā)展，在建和已建的鋼管混凝土拱橋多達(dá)幾百座，但一系列的問題接踵而來，其耐久性與安全性成為了眾多橋梁研究者和設(shè)計者的重點(diǎn)關(guān)注對象，而這一系列問題的存在也限制了近年來鋼管混凝土拱橋的發(fā)展。鋼管混凝土系桿拱橋是一種外部靜定內(nèi)部高次超靜定體系，主要由主拱圈、吊桿、主梁三部分組成。拱橋吊桿是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件之一,直接承受、傳遞結(jié)構(gòu)的荷載[3]。吊桿長期暴露在自然環(huán)境中，易受疲勞、腐蝕等因素影響，在系桿拱橋使用期間，吊桿可能出現(xiàn)不同程度的損壞甚至斷裂，很大程度上決定著拱橋整體的運(yùn)營情況[3]。橋梁中的任意一根吊桿出現(xiàn)損傷，皆可能造成嚴(yán)重的后果，歷史已經(jīng)給我們帶來深刻的教訓(xùn)：2011年 4 月新疆的孔雀河大橋吊桿斷裂造成橋梁坍塌事故，約 10m 橋面墜入河中，究其原因主要是吊桿損傷嚴(yán)重，內(nèi)部承重鋼絞線大量銹蝕，如圖 1.1 所示；2012 年 12 月位于攀枝花市的金沙江大橋吊桿發(fā)生斷裂，橋面在吊桿斷裂側(cè)出現(xiàn) V 形坍塌，如圖 1.2 所示；表 1.1 列舉了近 30 年來國內(nèi)外部分大橋因吊桿（拉索）破損而換索案例[4、5]。

模型結(jié)構(gòu)部分構(gòu)件的尺寸作了微調(diào)。圖 2.2 系桿拱橋?qū)嶒?yàn)?zāi)Ｐ蛨D2.2.2 模型吊桿張拉本文實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷牡鯒U拉力值是通過 3816 靜態(tài)應(yīng)變儀測定 S 型 拉式傳感器應(yīng)變值確定的。實(shí)驗(yàn)之前，首先采用萬能試驗(yàn)機(jī)對所有拉式傳感器標(biāo)定，圖 2.3 所示。即通過電子萬能試驗(yàn)機(jī)對 S 型拉式傳感器分級加載，然后記錄 3816 靜態(tài)應(yīng)變儀顯示的每級荷載對應(yīng)的應(yīng)變值擬合出傳感器的 拉力 應(yīng)變 曲線，如圖 2.4 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于柔度指標(biāo)的系桿拱橋損傷識別與壽命預(yù)測[J]. 周宇,狄生奎,王立憲,項(xiàng)長生.  防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報. 2018(06)
[2]考慮強(qiáng)健性的中、下承式拱橋技術(shù)狀況評定[J]. 范冰輝,陳寶春,吳慶雄.  橋梁建設(shè). 2018(05)
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[4]系桿拱橋施工過程索力變化規(guī)律試驗(yàn)研究[J]. 祁強(qiáng),張戎令,胡銳鵬,王沖.  鐵道科學(xué)與工程學(xué)報. 2017(09)
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[6]系桿拱橋吊桿的破損安全設(shè)計方法研究[J]. 吳文清,余江昱.  橋梁建設(shè). 2016(01)
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[8]鋼絲束和HDPE剛?cè)狁詈险駝酉碌鯒U索力試驗(yàn)[J]. 張戎令,楊子江,惠兵,張少華.  華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(08)
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[10]大跨度鋼管混凝土拱橋彈性穩(wěn)定性分析[J]. 肖勇剛,邢雯芳.  中外公路. 2014(02)

博士論文
[1]鋼管混凝土收縮徐變及其對系桿拱橋力學(xué)性能影響研究[D]. 張戎令.蘭州交通大學(xué) 2014

碩士論文
[1]系桿拱橋施工中吊桿索力測試及調(diào)試問題的分析研究[D]. 張孟浩.蘭州交通大學(xué) 2018
[2]中承式鋼箱提籃拱橋易損性分析[D]. 劉信.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[3]多跨連續(xù)非對稱中承式鋼箱拱肋系桿拱橋設(shè)計關(guān)鍵問題研究[D]. 李曉堯.東南大學(xué) 2017
[4]拱橋吊桿斷裂響應(yīng)分析及對策研究[D]. 吳昊.長安大學(xué) 2017
[5]鋼箱系桿拱橋柔性吊桿的參數(shù)識別及索力優(yōu)化[D]. 張錦凱.長安大學(xué) 2017
[6]基于吊桿破斷的中承式拱橋抗連續(xù)性倒塌分析[D]. 白珂冰.廈門大學(xué) 2017
[7]系桿拱橋吊桿的破損-安全設(shè)計研究[D]. 余江昱.東南大學(xué) 2015
[8]中下承拱橋的吊桿銹蝕損傷研究[D]. 潘驍宇.浙江大學(xué) 2015
[9]無背索斜拉橋成橋索力優(yōu)化研究[D]. 蔣陳陳.長安大學(xué) 2012
[10]拱橋吊桿斷裂過程及對策研究[D]. 郭志良.福州大學(xué) 2010



本文編號：2932129