拱橋吊桿腐蝕疲勞分析及其構(gòu)造改進(jìn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-26 08:53
拱橋的建設(shè)在以前很多都采取吊桿通過錨固來懸吊橫梁的,結(jié)構(gòu)是橫梁承重,并且沒有設(shè)置縱梁,對(duì)于吊桿的疲勞問題來說尤其嚴(yán)重。同時(shí),實(shí)際建設(shè)的拱橋的吊桿產(chǎn)生大大小小不同的病害,如表面的銹蝕、PE保護(hù)套開裂、吊桿錨箱進(jìn)水等嚴(yán)重問題,這些問題會(huì)導(dǎo)致吊桿產(chǎn)生銹蝕問題,嚴(yán)重的情況下會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。在疲勞和銹蝕的聯(lián)合作用下,會(huì)產(chǎn)生吊桿的腐蝕疲勞問題。所以,本文先是全面的分析該中承式拱橋的受力性能,對(duì)比構(gòu)造措施改進(jìn)前后來分析其吊桿的疲勞性能;二是從吊桿局部入手,分析其銹蝕破壞的程度和分布,對(duì)吊桿的疲勞壽命進(jìn)行分析。從工程背景橋梁長青橋出發(fā),建立長青橋中跨有限元模型,選取車輛荷載以及計(jì)算模型并對(duì)橋面不平度進(jìn)行合理的模擬,采用ANSYS和MATLAB程序?qū)υ摴皹虻能嚇蝰詈险駝?dòng)分析并得到吊桿的應(yīng)力幅等指標(biāo)。通過分析,發(fā)現(xiàn)處于跨中的長吊桿的應(yīng)力要比處于拱腳的短吊桿的應(yīng)力要小一些,承遞增的分布。又計(jì)算并觀察車速與橋面不平度對(duì)吊桿應(yīng)力幅的作用,發(fā)現(xiàn)橋面不平度越差,吊桿應(yīng)力幅也會(huì)隨之變大;而車速的變化對(duì)于吊桿的應(yīng)力幅起到的影響程度不是特別顯著。然后從該拱橋的構(gòu)造措施改進(jìn)前后來分析吊桿的疲勞性能。通過增設(shè)縱向聯(lián)系這一構(gòu)造...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:106 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題的來源以及研究的背景與意義
1.1.1 課題的來源
1.1.2 工程背景
1.1.3 研究意義
1.2 目前的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 拱橋吊桿疲勞問題研究綜述
1.2.2 拱橋吊桿銹蝕問題研究綜述
1.3 本方向研究存在的不足
1.4 本論文的主要研究內(nèi)容概述
第2章 吊桿疲勞有關(guān)理論的概述
2.1 疲勞問題基本概述
2.2 吊桿疲勞的概述
2.2.1 吊桿疲勞裂紋產(chǎn)生發(fā)展的過程
2.2.2 吊桿的疲勞應(yīng)力概述
2.2.3 吊桿S-N曲線概述
2.3 吊桿疲勞損傷累積理論
2.3.1 線性累積損傷理論
2.3.2 雙線性疲勞累積損傷理論
2.3.3 非線性疲勞累積損傷理論
2.4 吊桿疲勞性能分析概述
2.4.1 高強(qiáng)鍍鋅鋼絲疲勞性能
2.4.2 高強(qiáng)鍍鋅鋼絲吊桿疲勞性能
2.5 本章小結(jié)
第3章 車橋耦合振動(dòng)下吊桿應(yīng)力幅分析
3.1 引言
3.2 基于車橋耦合分析吊桿疲勞應(yīng)力幅過程
3.2.1 建立模型過程
3.2.2 車輛模型的選取
3.2.3 車橋耦合振動(dòng)求解過程
3.3 吊桿應(yīng)力時(shí)程分析
3.4 車速變化對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
3.5 橋面不平度對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
3.5.1 橋面不平度的基本概述
3.5.2 橋面隨機(jī)不平度的模擬
3.5.3 橋面不平整度分級(jí)情況說明
3.5.4 橋面不平度對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
3.6 車輛重量對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
3.7 本章小結(jié)
第4章 考慮構(gòu)造改進(jìn)因素吊桿疲勞影響分析
4.1 引言
4.2 有縱向聯(lián)系對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
4.3 有填充砂漿對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
4.4 橫梁重量對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
4.5 伸縮縫處對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
4.6 本章小結(jié)
第5章 吊桿銹蝕鋼絲疲勞問題分析
5.1 引言
5.2 吊桿鋼絲疲勞應(yīng)力及壽命計(jì)算
5.2.1 吊桿銹蝕鋼絲的局部精細(xì)化模型建立
5.2.2 計(jì)算疲勞壽命的步驟與方法
5.2.3 計(jì)算模型的選取依據(jù)及驗(yàn)證
5.3 單個(gè)圓球形蝕坑吊桿鋼絲分析
5.4 單個(gè)橢圓球形蝕坑吊桿鋼絲分析
5.5 兩個(gè)橢圓球形蝕坑吊桿鋼絲分析
5.6 各種構(gòu)造因素下吊桿銹蝕鋼絲疲勞壽命的對(duì)比與分析
5.7 吊桿鋼絲間作用對(duì)吊桿疲勞壽命影響
5.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]淺析系桿拱橋錨頭銹蝕滲水原因與防護(hù)處理[J]. 唐堂,吳高杰,郝曙光. 現(xiàn)代交通技術(shù). 2018(03)
[2]考慮車-橋耦合振動(dòng)及橋面平整度退化影響的拱橋吊桿疲勞分析[J]. 殷新鋒,豐錦銘,劉揚(yáng),蔡春聲. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(09)
[3]索承式橋梁吊索鋼絲腐蝕疲勞壽命評(píng)估[J]. 喬燕,繆長青,孫傳智. 土木建筑與環(huán)境工程. 2017(04)
[4]拱橋吊桿銹蝕高強(qiáng)鋼絲疲勞性能試驗(yàn)研究[J]. 李曉章,謝旭,潘驍宇,孫文智,朱漢華. 土木工程學(xué)報(bào). 2015(11)
[5]拱橋吊桿的腐蝕疲勞分析及防護(hù)[J]. 李月平. 山西建筑. 2013(26)
[6]中下承式吊桿拱橋事故分析及對(duì)橋梁檢測啟示[J]. 陳亞亮,許華聰,余印根. 福建工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(03)
[7]中下承式拱橋吊桿應(yīng)力沖擊系數(shù)不均勻性研究[J]. 朱勁松,邑強(qiáng). 振動(dòng)與沖擊. 2012(13)
[8]基于模型修正梁格法的車橋耦合振動(dòng)分析系統(tǒng)[J]. 韓萬水,王濤,李永慶,李彥偉,黃平明. 中國公路學(xué)報(bào). 2011(05)
[9]振動(dòng)對(duì)拱橋短吊桿截面應(yīng)力分布的影響[J]. 李元兵,張啟偉. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(02)
[10]無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線銹蝕后力學(xué)性能研究[J]. 羅小勇,李政. 鐵道學(xué)報(bào). 2008(02)
博士論文
[1]基于城市橋梁集群監(jiān)測平臺(tái)的系桿拱橋健康監(jiān)測研究[D]. 李毅.浙江大學(xué) 2010
[2]不確定性疲勞壽命預(yù)測方法研究[D]. 王旭亮.南京航空航天大學(xué) 2009
[3]公路鋼橋疲勞性能及可靠性研究[D]. 李瑩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[4]拉索損傷演化機(jī)理與剩余使用壽命評(píng)估[D]. 徐俊.同濟(jì)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]拱橋柔性吊桿的受力特性、損傷機(jī)理及處治對(duì)策研究[D]. 金世安.東南大學(xué) 2016
[2]不均勻銹蝕對(duì)拱橋吊桿力學(xué)性能研究[D]. 馬偉龍.重慶交通大學(xué) 2016
[3]下承式系桿拱橋吊桿疲勞損傷研究[D]. 吳坷.重慶交通大學(xué) 2015
[4]中下承拱橋的吊桿銹蝕損傷研究[D]. 潘驍宇.浙江大學(xué) 2015
[5]大跨徑中承式拱橋吊桿更換理論分析與設(shè)計(jì)方法研究[D]. 李磊磊.長安大學(xué) 2012
[6]鋼管混凝土拱橋車—橋耦合振動(dòng)分析[D]. 王帆.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[7]拱橋吊桿的破損安全研究[D]. 涂俊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[8]斜拉橋拉索腐蝕行為及使用壽命預(yù)測研究[D]. 梁雄.重慶交通大學(xué) 2008
[9]系桿拱橋吊桿更換研究[D]. 趙洋.浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):3161128
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:106 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題的來源以及研究的背景與意義
1.1.1 課題的來源
1.1.2 工程背景
1.1.3 研究意義
1.2 目前的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 拱橋吊桿疲勞問題研究綜述
1.2.2 拱橋吊桿銹蝕問題研究綜述
1.3 本方向研究存在的不足
1.4 本論文的主要研究內(nèi)容概述
第2章 吊桿疲勞有關(guān)理論的概述
2.1 疲勞問題基本概述
2.2 吊桿疲勞的概述
2.2.1 吊桿疲勞裂紋產(chǎn)生發(fā)展的過程
2.2.2 吊桿的疲勞應(yīng)力概述
2.2.3 吊桿S-N曲線概述
2.3 吊桿疲勞損傷累積理論
2.3.1 線性累積損傷理論
2.3.2 雙線性疲勞累積損傷理論
2.3.3 非線性疲勞累積損傷理論
2.4 吊桿疲勞性能分析概述
2.4.1 高強(qiáng)鍍鋅鋼絲疲勞性能
2.4.2 高強(qiáng)鍍鋅鋼絲吊桿疲勞性能
2.5 本章小結(jié)
第3章 車橋耦合振動(dòng)下吊桿應(yīng)力幅分析
3.1 引言
3.2 基于車橋耦合分析吊桿疲勞應(yīng)力幅過程
3.2.1 建立模型過程
3.2.2 車輛模型的選取
3.2.3 車橋耦合振動(dòng)求解過程
3.3 吊桿應(yīng)力時(shí)程分析
3.4 車速變化對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
3.5 橋面不平度對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
3.5.1 橋面不平度的基本概述
3.5.2 橋面隨機(jī)不平度的模擬
3.5.3 橋面不平整度分級(jí)情況說明
3.5.4 橋面不平度對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
3.6 車輛重量對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
3.7 本章小結(jié)
第4章 考慮構(gòu)造改進(jìn)因素吊桿疲勞影響分析
4.1 引言
4.2 有縱向聯(lián)系對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
4.3 有填充砂漿對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
4.4 橫梁重量對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
4.5 伸縮縫處對(duì)吊桿應(yīng)力幅的影響
4.6 本章小結(jié)
第5章 吊桿銹蝕鋼絲疲勞問題分析
5.1 引言
5.2 吊桿鋼絲疲勞應(yīng)力及壽命計(jì)算
5.2.1 吊桿銹蝕鋼絲的局部精細(xì)化模型建立
5.2.2 計(jì)算疲勞壽命的步驟與方法
5.2.3 計(jì)算模型的選取依據(jù)及驗(yàn)證
5.3 單個(gè)圓球形蝕坑吊桿鋼絲分析
5.4 單個(gè)橢圓球形蝕坑吊桿鋼絲分析
5.5 兩個(gè)橢圓球形蝕坑吊桿鋼絲分析
5.6 各種構(gòu)造因素下吊桿銹蝕鋼絲疲勞壽命的對(duì)比與分析
5.7 吊桿鋼絲間作用對(duì)吊桿疲勞壽命影響
5.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]淺析系桿拱橋錨頭銹蝕滲水原因與防護(hù)處理[J]. 唐堂,吳高杰,郝曙光. 現(xiàn)代交通技術(shù). 2018(03)
[2]考慮車-橋耦合振動(dòng)及橋面平整度退化影響的拱橋吊桿疲勞分析[J]. 殷新鋒,豐錦銘,劉揚(yáng),蔡春聲. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(09)
[3]索承式橋梁吊索鋼絲腐蝕疲勞壽命評(píng)估[J]. 喬燕,繆長青,孫傳智. 土木建筑與環(huán)境工程. 2017(04)
[4]拱橋吊桿銹蝕高強(qiáng)鋼絲疲勞性能試驗(yàn)研究[J]. 李曉章,謝旭,潘驍宇,孫文智,朱漢華. 土木工程學(xué)報(bào). 2015(11)
[5]拱橋吊桿的腐蝕疲勞分析及防護(hù)[J]. 李月平. 山西建筑. 2013(26)
[6]中下承式吊桿拱橋事故分析及對(duì)橋梁檢測啟示[J]. 陳亞亮,許華聰,余印根. 福建工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(03)
[7]中下承式拱橋吊桿應(yīng)力沖擊系數(shù)不均勻性研究[J]. 朱勁松,邑強(qiáng). 振動(dòng)與沖擊. 2012(13)
[8]基于模型修正梁格法的車橋耦合振動(dòng)分析系統(tǒng)[J]. 韓萬水,王濤,李永慶,李彥偉,黃平明. 中國公路學(xué)報(bào). 2011(05)
[9]振動(dòng)對(duì)拱橋短吊桿截面應(yīng)力分布的影響[J]. 李元兵,張啟偉. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(02)
[10]無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線銹蝕后力學(xué)性能研究[J]. 羅小勇,李政. 鐵道學(xué)報(bào). 2008(02)
博士論文
[1]基于城市橋梁集群監(jiān)測平臺(tái)的系桿拱橋健康監(jiān)測研究[D]. 李毅.浙江大學(xué) 2010
[2]不確定性疲勞壽命預(yù)測方法研究[D]. 王旭亮.南京航空航天大學(xué) 2009
[3]公路鋼橋疲勞性能及可靠性研究[D]. 李瑩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[4]拉索損傷演化機(jī)理與剩余使用壽命評(píng)估[D]. 徐俊.同濟(jì)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]拱橋柔性吊桿的受力特性、損傷機(jī)理及處治對(duì)策研究[D]. 金世安.東南大學(xué) 2016
[2]不均勻銹蝕對(duì)拱橋吊桿力學(xué)性能研究[D]. 馬偉龍.重慶交通大學(xué) 2016
[3]下承式系桿拱橋吊桿疲勞損傷研究[D]. 吳坷.重慶交通大學(xué) 2015
[4]中下承拱橋的吊桿銹蝕損傷研究[D]. 潘驍宇.浙江大學(xué) 2015
[5]大跨徑中承式拱橋吊桿更換理論分析與設(shè)計(jì)方法研究[D]. 李磊磊.長安大學(xué) 2012
[6]鋼管混凝土拱橋車—橋耦合振動(dòng)分析[D]. 王帆.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[7]拱橋吊桿的破損安全研究[D]. 涂俊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[8]斜拉橋拉索腐蝕行為及使用壽命預(yù)測研究[D]. 梁雄.重慶交通大學(xué) 2008
[9]系桿拱橋吊桿更換研究[D]. 趙洋.浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):3161128
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