吊桿作為系桿拱橋的傳力構件,其完好程度決定著系桿拱橋的運營安全,吊桿的破斷很可能導致結構局部破壞甚至于整體垮塌。本文依托實際工程,采用室內模型實驗及有限元模擬分析相結合的方法,圍繞吊桿破損和斷裂對鋼管混凝土系桿拱橋力學性能的影響展開了研究,并對吊桿破斷可能造成結構破壞的原因作出了總結。本文主要研究內容及研究成果有以下幾個方面:（1）將結構“魯棒性”引入吊桿破斷的研究中,得到了背景實橋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力、內力演變規(guī)律進行理論分析,得到了吊桿內力與損傷程度間的理論曲線。借此曲線可在實際工程中通過定期檢測吊桿內力變化而反推吊桿損傷程度,并預測損傷吊桿剩余使用壽命,進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性能的影響,研究結果表明:吊桿發(fā)生損傷后,其自身的內力減小而應力增大迅速,而對其余吊桿影響較小,其余吊桿應力最大增幅為10%左右,且距離損傷吊桿較遠的吊桿應力值幾乎不變。單... 

【文章來源】：蘭州交通大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：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標準《鋼管混凝土結構設計與施工規(guī)程》[2]。80 年以來，世界范圍內出現(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計者的重點關注對象，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。拱橋吊桿是結構的關鍵構件之一,直接承受、傳遞結構的荷載[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，皆可能造成嚴重的后果，歷史已經(jīng)給我們帶來深刻的教訓：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重，內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 年來國內外部分大橋因吊桿（拉索）破損而換索案例[4、5]。

模型結構部分構件的尺寸作了微調。圖 2.2 系桿拱橋實驗模型圖2.2.2 模型吊桿張拉本文實驗模型的吊桿拉力值是通過 3816 靜態(tài)應變儀測定 S 型 拉式傳感器應變值確定的。實驗之前，首先采用萬能試驗機對所有拉式傳感器標定，圖 2.3 所示。即通過電子萬能試驗機對 S 型拉式傳感器分級加載，然后記錄 3816 靜態(tài)應變儀顯示的每級荷載對應的應變值擬合出傳感器的 拉力 應變 曲線，如圖 2.4 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]結構損傷對系桿拱橋結構性能的影響研究[J]. 孫廣俊,李正嘉,章世祥,武建.  橋梁建設. 2018(02)
[4]系桿拱橋施工過程索力變化規(guī)律試驗研究[J]. 祁強,張戎令,胡銳鵬,王沖.  鐵道科學與工程學報. 2017(09)
[5]鋼管混凝土拱橋強健性設計[J]. 陳寶春,范冰輝,余印根,吳慶雄,黃冀卓.  橋梁建設. 2016(06)
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[7]基于頻率計算系桿拱橋吊桿張拉力的實用公式[J]. 張戎令,楊子江,朱學輝,梁慶福,徐瑞鵬.  西南交通大學學報. 2015(05)
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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性能影響研究[D]. 張戎令.蘭州交通大學 2014

碩士論文
[1]系桿拱橋施工中吊桿索力測試及調試問題的分析研究[D]. 張孟浩.蘭州交通大學 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 2018
[3]多跨連續(xù)非對稱中承式鋼箱拱肋系桿拱橋設計關鍵問題研究[D]. 李曉堯.東南大學 2017
[4]拱橋吊桿斷裂響應分析及對策研究[D]. 吳昊.長安大學 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 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 2017
[7]系桿拱橋吊桿的破損-安全設計研究[D]. 余江昱.東南大學 2015
[8]中下承拱橋的吊桿銹蝕損傷研究[D]. 潘驍宇.浙江大學 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 2012
[10]拱橋吊桿斷裂過程及對策研究[D]. 郭志良.福州大學 2010



本文編號：2932129