發(fā)布時(shí)間：2017-09-01 13:45

  本文關(guān)鍵詞：重載作用下裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋疲勞性能研究

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【摘要】：裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋是我國高速公路上中等跨徑梁式橋的主力橋型之一,伴隨著現(xiàn)代交通物流和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,重載交通運(yùn)輸?shù)奶卣髟絹碓斤@著,部分高速公路實(shí)際運(yùn)行車輛荷載已經(jīng)超過了設(shè)計(jì)荷載值,因此裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的疲勞日益成為不可忽視的問題。本文基于動態(tài)稱重(WlM)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(SHM)系統(tǒng),對重載作用下裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的疲勞性能進(jìn)行了研究,具有重要的理論意義及工程實(shí)用價(jià)值。主要工作如下：(1)基于新沂河大橋WIM系統(tǒng)自2012年5月至2015年12月共計(jì)2324萬輛車輛原始數(shù)據(jù),分別對全部車輛和重載車輛(大于55噸車輛)的疲勞荷載譜和標(biāo)準(zhǔn)疲勞車進(jìn)行了研究。(2)基于新沂河大橋SHM系統(tǒng)自2014年10月至2016年4月的原始數(shù)據(jù),對新沂河大橋跨中梁底加固鋼板的疲勞壽命進(jìn)行了評估。(3)基于WIM系統(tǒng)監(jiān)測信息,分別對新沂河大橋左幅、加固前右幅和加固后右幅的疲勞壽命進(jìn)行了評估。(4)基于疲勞累積損傷模型和可靠度方法,分別對新沂河大橋左幅、加固前右幅和加固后右幅的疲勞壽命進(jìn)行了評估。得到的主要結(jié)論如下：(1)基于WIM全部原始數(shù)據(jù)和436萬輛重載車輛原始數(shù)據(jù),建立了實(shí)際運(yùn)行車輛的車重、車間距和車頭時(shí)間間隔的概率分布模型。(2)基于WIM監(jiān)測信息,建立了新沂河大橋三種類型的疲勞荷載譜,即分別基于典型車型、標(biāo)準(zhǔn)疲勞車和實(shí)際車流的疲勞荷載譜,可供實(shí)橋疲勞分析參考。(3)基于SHM系統(tǒng)應(yīng)變時(shí)程和Miner線性累積損傷準(zhǔn)則,得到加固后新沂河大橋箱底鋼板的疲勞壽命是140年。(4)基于WIM的疲勞壽命評估表明：左幅體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋的疲勞壽命79年、加固前右幅體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋的疲勞壽命10年、加固后右幅箱底鋼板的疲勞壽命146年、加固后右幅體外索的疲勞壽命104年和加固后右幅體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋的疲勞壽命58年；重載車輛造成的損傷占總損傷88%及以上。(5)基于疲勞可靠度方法,得到新沂河大橋左幅、加固前右幅和加固后右幅的疲勞壽命分別為82年、9年和55年,與基于WIM得到的疲勞壽命79年、10年和58年基本吻合,三種方法可以相互印證。
【關(guān)鍵詞】：重載作用 疲勞壽命評估 疲勞荷載譜 健康監(jiān)測系統(tǒng) 動態(tài)稱重系統(tǒng) 疲勞可靠度 標(biāo)準(zhǔn)疲勞車 Miner線性累積損傷準(zhǔn)則
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U441.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-26
• 1.1 背景與意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外橋梁疲勞規(guī)范比較13-18
• 1.2.1 國內(nèi)規(guī)范13-15
• 1.2.2 國外規(guī)范15-17
• 1.2.3 規(guī)范比較17-18
• 1.3 橋梁疲勞研究現(xiàn)狀18-24
• 1.3.1 材料的疲勞18-21
• 1.3.2 疲勞荷載譜21-22
• 1.3.3 重載下的疲勞22
• 1.3.4 疲勞壽命評估22-24
• 1.4 存在的主要問題24
• 1.5 主要研究內(nèi)容24-26
• 第2章 新沂河大橋疲勞車輛荷載模型26-83
• 2.1 疲勞分析理論及方法26-31
• 2.1.1 疲勞分析理論26-28
• 2.1.2 等效軸重和等效軸距28-29
• 2.1.3 疲勞損傷貢獻(xiàn)率29
• 2.1.4 雨流計(jì)數(shù)法29-31
• 2.2 工程背景31-34
• 2.2.1 新沂河大橋簡介31-32
• 2.2.2 新沂河大橋裂縫發(fā)展32-33
• 2.2.3 新沂河大橋加固概況33-34
• 2.3 全部車輛統(tǒng)計(jì)分析34-49
• 2.3.1 車流量34-39
• 2.3.2 車重39-42
• 2.3.3 車間距42-43
• 2.3.4 軸重43-46
• 2.3.5 軸間距46-48
• 2.3.6 車頭時(shí)間間隔48-49
• 2.4 重載車輛統(tǒng)計(jì)分析49-64
• 2.4.1 車流量49-51
• 2.4.2 車重51-52
• 2.4.3 車間距52-53
• 2.4.4 軸重53-60
• 2.4.5 軸間距60-63
• 2.4.6 車頭時(shí)間間隔63-64
• 2.5 全部車輛疲勞荷載譜和標(biāo)準(zhǔn)疲勞車64-76
• 2.5.1 代表車型擬定64-65
• 2.5.2 疲勞荷載譜(九種車型)65-70
• 2.5.3 疲勞荷載譜(五種車型)70-74
• 2.5.4 標(biāo)準(zhǔn)疲勞車74-76
• 2.6 重載車輛疲勞荷載譜和標(biāo)準(zhǔn)疲勞車76-82
• 2.6.1 疲勞荷載譜76-80
• 2.6.2 標(biāo)準(zhǔn)疲勞車80-82
• 2.7 小結(jié)82-83
• 第3章 基于健康監(jiān)測的新沂河大橋加固后鋼板疲勞壽命評估83-93
• 3.1 新沂河大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)簡介83-87
• 3.1.1 主梁應(yīng)變監(jiān)測83-84
• 3.1.2 動位移監(jiān)測84-85
• 3.1.3 體外索索力監(jiān)測85-86
• 3.1.4 溫度監(jiān)測86-87
• 3.2 健康監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理87-90
• 3.2.1 主梁應(yīng)變87-88
• 3.2.2 動位移88-89
• 3.2.3 體外索89-90
• 3.2.4 溫度90
• 3.3 疲勞壽命評估90-92
• 3.3.1 疲勞壽命評估流程90-92
• 3.3.2 疲勞壽命評估92
• 3.4 小結(jié)92-93
• 第4章 基于動態(tài)稱重的新沂河大橋疲勞壽命評估93-106
• 4.1 新沂河大橋動態(tài)稱重系統(tǒng)安裝和標(biāo)定93-94
• 4.2 新沂河大橋有限元模型94-95
• 4.3 影響線計(jì)算95-100
• 4.4 疲勞壽命評估100-105
• 4.4.1 疲勞壽命評估流程101
• 4.4.2 左幅疲勞壽命評估101-102
• 4.4.3 加固前右幅疲勞壽命評估102-103
• 4.4.4 加固后右幅疲勞壽命評估103-105
• 4.5 小結(jié)105-106
• 第5章 基于可靠度的新沂河大橋疲勞壽命評估106-126
• 5.1 疲勞可靠度分析理論和方法106-110
• 5.1.1 極限狀態(tài)方程和可靠度指標(biāo)106-108
• 5.1.2 中心點(diǎn)法、驗(yàn)算點(diǎn)法和JC法108-109
• 5.1.3 Monte Carlo法109-110
• 5.2 新沂河大橋疲勞壽命評估110-118
• 5.2.1 按疲勞累積損傷模型計(jì)算疲勞壽命110
• 5.2.2 左幅疲勞壽命評估110-113
• 5.2.3 加固前右幅疲勞壽命評估113-115
• 5.2.4 加固后右幅疲勞壽命評估115-118
• 5.3 重載作用下新沂河大橋疲勞壽命評估118-125
• 5.3.1 左幅疲勞壽命評估118-120
• 5.3.2 加固前右幅疲勞壽命評估120-122
• 5.3.3 加固后右幅疲勞壽命評估122-125
• 5.4 小結(jié)125-126
• 第6章 結(jié)論與展望126-128
• 6.1 主要結(jié)論126
• 6.2 研究展望126-128
• 參考文獻(xiàn)128-132
• 附錄A 疲勞荷載譜程序132-144
• 附錄B 大于55噸車輛統(tǒng)計(jì)分析程序144-155
• 附錄C 基于健康監(jiān)測的疲勞壽命評估程序155-161
• 附錄D 基于動態(tài)稱重的疲勞壽命評估程序161-171
• 附錄E Monte Carlo法疲勞壽命評估程序171-172
• 致謝172-173
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間所取得的研究成果173

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：772440