【摘要】：柔性吊橋所具有的特點使其更適用于經濟水平相對落后、交通量相對較小、荷載等級相對低的地地區(qū),因此我國西南山區(qū)對柔性吊橋的采用十分廣泛。柔性吊橋作為懸索橋中的一種,以纜索結構作為其主要承重構件。懸索橋的纜索結構多采用鋼材,而鋼材易出現疲勞現象。相較于剛性懸索橋,柔性吊橋受力后容易發(fā)生變形,因此會更容易出現疲勞問題。疲勞問題會給懸索橋帶來極大的安全隱患,這就需要對懸索橋的纜索結構進行疲勞壽命估算,以保證其在服役期內不會出現疲勞破壞而造成生命財產的損失。本文在已有研究的基礎上以云龍丙栗橋(1-138m柔性吊橋)作為工程實例背景,對柔性吊橋的吊桿和主纜做了疲勞壽命分析。主要工作包括:(1)對大量資料進行歸納和整理,總結影響疲勞壽命和疲勞強度的重要因素,以及確定疲勞壽命的分析方法。(2)介紹國內外公路疲勞荷載譜的取值方法。根據工程實例所在區(qū)域的交通量調查及其他相關研究,確定工程實例的疲勞壽命分析中要用到的疲勞車輛荷載譜。(3)采用有限元軟件對工程實例進行全橋建模,并加載疲勞車輛荷載譜進行疲勞車輛荷載的時程分析,確定出丙栗橋吊桿和主纜的疲勞危險部位,并得到危險部位的應力響應。(4)采用名義應力法和Miner理論,在考慮影響參數的基礎上,對吊桿和主纜進行疲勞壽命估計,并對計算結果進行了簡要分析。計算結果表明:吊桿的疲勞危險部位出現在與主纜鏈接的區(qū)域,橋塔附近的長吊桿的壽命最短;主纜的疲勞危險部位出現在錨固區(qū)域和橋塔頂部區(qū)域;柔性吊橋吊桿和主纜的疲勞壽命均比剛性吊橋要短。在日常監(jiān)測、維護和檢修應對疲勞危險部位著重注意。
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U441
【圖文】：

在我國規(guī)范《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》JTGD64-2015 第 13.2.2 條中對橋梁的纜索構件疲勞強度曲線做出了規(guī)定：圖2.3 纜索構件的疲勞細節(jié)曲線表2.1 纜索構件的疲勞細節(jié)受拉構件類型 疲勞細節(jié) （MPa）鋼絲繩 150平行鋼絞線束 160平行鋼絲束 1602.3.2 全壽命分析方法全壽命分析法也可以稱為名義應力法，是在眾多抗疲勞設計方法中形成 時間最早的一種。這種方法將 S-N 曲線作為基礎的同時，結合疲勞累積損傷理論，并依照構件疲勞危險部位的應力集中系數和名義應力核算疲勞強度或計算疲勞壽命[19]。名義應力分析疲勞壽命的方法適合用于高周疲勞區(qū)，如果存在塑性應變，即低周疲勞區(qū)的疲勞壽命分析，應使用基于應變法。用名義應力法來對結構的疲勞壽命進行估算的做法一般有兩種：一種是直接依據其相應的 S-N 曲線和構件的名義應力來估算此構件的疲勞壽命；另一種是已知材料的 S-N 曲

圖 2.5 裂紋的 3 種形式中Ⅰ型為張開型，造成這種裂紋的拉應力 u 垂直于裂紋面；Ⅱ型為滑開型的切應力 v 與裂紋面平行且與裂紋前緣垂直；Ⅲ型為撕開型，造成這種裂時與裂紋面及裂紋前緣平行。此外還有復合型的裂紋，是上圖中任意兩種合。依照結構中裂紋所在之處的不同也可以對裂紋的形式進行分類：位于藏于構件內的裂紋和貫穿構件的裂紋。裂力學法與材料力學中的假定不同，后者假設固體材料具有均勻的連續(xù)性料中具有初始缺陷，既連續(xù)又間斷[56]。采用斷裂力學法估算構件的使用壽初始裂紋的平衡、裂紋的擴展速率及方向和裂紋的擴展失穩(wěn)來進行。斷裂材料都存在初始缺陷，這些缺陷會導致結構中裂紋產生，裂紋會在結構使最終使材料破壞，結構失效。斷裂力學方法中也有描述材料和構件壽命的 K曲線，和 S-N 曲線不同的是：S-N 曲線描述的是疲勞裂紋如何萌生 K曲線描述了裂紋是如何發(fā)展的。 / K曲線可以在雙對數坐標

第三章 疲勞荷載譜和工程實歐洲規(guī)范中包含有 5 種疲勞車輛荷載模型，現簡述如下：（1）模型 1包括雙軸計中荷載和均布計中荷載兩類局部體系。模型中軸載值為0.7 均布荷 ，表 3.2 中列出了荷載參考取值，圖 3.5 是模型車輛的布置圖。表 3.2 荷載標準值位置 集中荷載（kN） 均布荷載（kN/m2）編號 1 車道 300 9編號 2 車道 200 2.5編號 3 車道 100 2.5其它車道 0 2.5

【參考文獻】

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本文編號：2746802