本文關(guān)鍵詞：正交異性鋼橋面板橫隔板弧形切口的疲勞性能研究

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【摘要】：論文基于國(guó)內(nèi)某正交異性鋼橋面板橋梁橫隔板弧形切口母材出現(xiàn)的疲勞開裂現(xiàn)象,通過(guò)有限元計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)兩種途徑,討論了正交異性鋼橋面板橫隔板弧形切口的疲勞性能。主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:首先,通過(guò)建立結(jié)構(gòu)多尺度有限元模型,按照AASHTO規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)疲勞設(shè)計(jì)卡車進(jìn)行加載,獲得了構(gòu)造細(xì)節(jié)在移動(dòng)輪載作用下的應(yīng)力響應(yīng),然后基于名義應(yīng)力法和熱點(diǎn)應(yīng)力法開展了疲勞壽命評(píng)價(jià),再研究了橫隔板厚度對(duì)弧形切口應(yīng)力的影響。研究表明,弧形切口在縱橋向的應(yīng)力影響線可取為2倍橫隔板間距,故可采用簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn)疲勞車的中軸或后軸單獨(dú)加載,因而一個(gè)AASHTO標(biāo)準(zhǔn)疲勞車將在弧形切口產(chǎn)生2~3個(gè)應(yīng)力循環(huán);弧形切口應(yīng)力集中明顯,不同位置處的名義應(yīng)力對(duì)細(xì)節(jié)壽命評(píng)估的影響很大,名義應(yīng)力難以定義,其疲勞性能評(píng)價(jià)采用熱點(diǎn)應(yīng)力法按IIW中疲勞強(qiáng)度等級(jí)為140MPa的S-N曲線評(píng)價(jià)是合適的,也可將名義應(yīng)力位置定義在距離切口邊緣6mm處;增加橫隔板厚度可以明顯降低弧形切口邊緣的應(yīng)力,建議了合適的橫隔板厚度。研究認(rèn)為,該自錨式懸索橋弧形切口疲勞開裂與橫隔板太薄和橋梁超載或卡車通行量大有關(guān),也可能與構(gòu)造細(xì)節(jié)制造工藝不佳、存在較大殘余應(yīng)力等有關(guān)。其次,通過(guò)改變正交異性鋼橋面板橫隔板的切口形狀,如橫隔板弧形切口型式、切口高度,比較了橫隔板-縱肋連接處焊縫和弧形切口母材構(gòu)造細(xì)節(jié)的應(yīng)力變化,相關(guān)結(jié)論可以為鋼橋設(shè)計(jì)提供參考。最后,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)得到了大橋橫隔板弧形切口構(gòu)造細(xì)節(jié)的名義應(yīng)力時(shí)程曲線。采用雨流計(jì)數(shù)法并根據(jù)Miner累積損傷準(zhǔn)則得到了橫隔板弧形切口的等效應(yīng)力幅,然后基于AASHTO規(guī)范中的S-N曲線評(píng)估其疲勞壽命,并指出了弧形切口母材開裂的原因。本文主要運(yùn)用有限元方法分析了弧形切口開裂的原因,同時(shí)以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為比較,獲得了疲勞細(xì)節(jié)的實(shí)際壽命,并對(duì)切口的形狀參數(shù)展開了研究,最后為鋼橋的建設(shè)和維護(hù)提出了相關(guān)建議。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U441.4

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