發(fā)布時間：2020-03-27 20:19

【摘要】：近幾年鋼橋的修建數(shù)量呈爆發(fā)性增長,鋼橋因疲勞破壞造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失引起了橋梁界的廣泛重視。我國相關(guān)的橋梁規(guī)范中對疲勞細(xì)節(jié)的分類仍不夠精確,很多新型的構(gòu)造形式仍沒有具體的疲勞驗算模型,缺少實驗數(shù)據(jù)支撐,所以對鋼橋中各個疲勞細(xì)節(jié)的研究具有很重大的意義。鋼橋發(fā)生疲勞破壞主要由承受的荷載和面外變形造成,荷載疲勞領(lǐng)域現(xiàn)在國內(nèi)外研究數(shù)據(jù)較豐富,具有成熟的疲勞設(shè)計體系;而面外變形造成的疲勞破壞則因為與不同構(gòu)造的疲勞細(xì)節(jié)受力形式相關(guān),需要對鋼橋中各個部位進(jìn)行精確的疲勞應(yīng)力研究才能對其進(jìn)行分類,所以需要大量研究數(shù)據(jù)作為依據(jù)。因為考慮到翼緣板受較大拉力易產(chǎn)生橫向裂紋,故在橫向連接板與翼緣處留有一小間隙區(qū)域,而本文研究的腹板出平面疲勞細(xì)節(jié)正是位于鋼橋主梁腹板與橫向連接板端部的小間隙區(qū)域位置,在該區(qū)域產(chǎn)生的面外變形在實際的鋼橋設(shè)計中,不能做到完全避免,且產(chǎn)生的疲勞裂紋部分位于主梁腹板上,直接影響鋼橋整體的疲勞強(qiáng)度。本文首先對鋼橋腹板出平面疲勞細(xì)節(jié)進(jìn)行描述,分析了小間隙區(qū)域在實際中承受隨機(jī)車輛荷載作用時,其應(yīng)力變化的形式以及疲勞裂紋的延伸走向,然后介紹了本文研究涉及的荷載譜與應(yīng)力譜、雨流計數(shù)法、疲勞強(qiáng)度曲線和疲勞損傷累積準(zhǔn)則等理論知識。在總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)的疲勞荷載車模型后,針對西南地區(qū)的車輛荷載特點,利用疲勞損傷累積準(zhǔn)則推出一個等效損傷后的簡化標(biāo)準(zhǔn)疲勞車模型。通過有限元計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)越靠近高應(yīng)力點區(qū)域,應(yīng)力變化梯度越大,沿主梁縱向分析各點有限元應(yīng)力數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)縱向應(yīng)力變化范圍大于豎向應(yīng)力變化范圍,表明高應(yīng)力點附近U型裂縫延伸范圍大于水平裂縫。在對鋼橋的腹板出平面疲勞細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化分析中,采用大型有限元軟件ANSYS模擬某小型鋼橋進(jìn)行計算,討論了橫梁的設(shè)置、腹板與加勁肋連接處不設(shè)置倒角、主梁下翼緣與加勁肋焊接、腹板高度、腹板厚度、小間隙高度、加勁肋厚度、加勁肋寬度等細(xì)部構(gòu)造對腹板間隙處面外變形疲勞性能的影響效果。最后將前面分析的優(yōu)化措施進(jìn)行統(tǒng)籌管理,并通過實例計算優(yōu)化前與優(yōu)化后的小型鋼橋模型,結(jié)果顯示其整體優(yōu)化效應(yīng)可達(dá)到68.04%,且均滿足抗疲勞檢算要求。
【圖文】：

一鋼橋腹板出平面疲勞細(xì)節(jié)

圖２－１腹板間隙處引起裂紋實圖逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｈｅ邋ｃｒａｃｋ邋ｉｓ邋ｃａｕｓｅｄ邋ｉｎ邋ｗｅｂ邋ｓｐａｃｅ逡逑疲勞裂紋因其產(chǎn)生位置不同，受力不同，，呈現(xiàn)出不同的延伸形狀，主要分為以下兩逡逑
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U441.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2603341