目前國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)生多起因吊桿疲勞斷裂導(dǎo)致橋梁倒塌或失穩(wěn)的重大事故,因此非常有必要在橋梁服役期間開展對(duì)其吊桿等構(gòu)件的疲勞損傷研究。而隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,居民機(jī)動(dòng)車保有量在不斷增長,橋梁的各類構(gòu)件所承受的荷載也在隨之變化,因此在分析吊桿的疲勞損傷時(shí)不能僅依據(jù)現(xiàn)有的健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來確定結(jié)果,還需要考慮構(gòu)件疲勞損傷相關(guān)指標(biāo)的變化趨勢(shì)。本文主要工作內(nèi)容包括:(1)介紹了時(shí)間序列的概念、常用模型和特征函數(shù),探究了將時(shí)間序列和吊桿疲勞分析相結(jié)合的可能性,以期對(duì)現(xiàn)有疲勞損傷度計(jì)算和疲勞壽命評(píng)估方法進(jìn)行改進(jìn),闡述了時(shí)序模型的構(gòu)建過程以及其回歸算法中最小二乘法的擴(kuò)展應(yīng)用;(2)基于Miner線性準(zhǔn)則和天圓大橋吊桿細(xì)節(jié)對(duì)應(yīng)的S-N曲線提出了吊桿的疲勞累積損傷度計(jì)算方法,運(yùn)用雨流計(jì)數(shù)法對(duì)實(shí)測(cè)得到的吊桿動(dòng)應(yīng)變進(jìn)行處理后得到疲勞應(yīng)力譜,計(jì)算出了吊桿的每日疲勞等效應(yīng)力幅和每日疲勞損傷度,并對(duì)應(yīng)力幅的分布特性及其與疲勞損傷度的相關(guān)性作出了研究,最終發(fā)現(xiàn)中承拱橋的邊吊桿和次邊吊桿對(duì)于疲勞應(yīng)力循環(huán)的響應(yīng)過程及變化規(guī)律相似,但幅度不一,邊吊桿的最高循環(huán)周數(shù)對(duì)應(yīng)應(yīng)力幅Ah、循環(huán)周數(shù)降幅最大對(duì)應(yīng)應(yīng)力幅Ad、等效疲勞應(yīng)力幅Seq均大于次邊吊桿。另外發(fā)現(xiàn)對(duì)吊桿疲勞損傷起主要貢獻(xiàn)作用的是低循環(huán)次數(shù)高應(yīng)力幅值的應(yīng)力循環(huán),這類應(yīng)力循環(huán)帶來的損傷度往往比高循環(huán)次數(shù)低應(yīng)力幅值的應(yīng)力循環(huán)要高出3-8倍;(3)根據(jù)計(jì)算得到的吊桿每日等效疲勞應(yīng)力幅和每日疲勞損傷度數(shù)據(jù)建立ARMA回歸模型,確保模型通過殘差檢驗(yàn)后推導(dǎo)出吊桿每日疲勞等效應(yīng)力幅和每日疲勞損傷度的變化規(guī)律,并預(yù)測(cè)未來100天的數(shù)值表現(xiàn)出略微上升的趨勢(shì),預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值相對(duì)比誤差均保持在10%以內(nèi),預(yù)測(cè)效果良好。最終運(yùn)用僅基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)、考慮車輛荷載增長因素、基于ARMA模型預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)三種方法計(jì)算出了天圓大橋吊桿的剩余疲勞壽命,三種方法得到的邊吊桿剩余疲勞壽命遠(yuǎn)小于次邊吊桿和跨中吊桿,在橋梁的運(yùn)營維護(hù)階段需要格外重視邊吊桿的疲勞損傷情況。本文探究了高低幅值應(yīng)力幅對(duì)橋梁吊桿損傷度的貢獻(xiàn)區(qū)別,并結(jié)合時(shí)間序列理論分析了吊桿疲勞趨勢(shì),為橋梁構(gòu)件的疲勞問題提供了一定的指導(dǎo)和依據(jù)。
【學(xué)位單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U441.4
【部分圖文】：

天圓大橋全景照

????Ｃ）結(jié)構(gòu)斷面圖??圖１．２天圓大橋總體布置示意圖（單位：ｃｍ）??天圓大橋主要構(gòu)件包括主梁、拱肋、吊桿和下部結(jié)構(gòu)，吊桿部分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)??如下。??主橋吊桿為剛性吊桿，截面形式為變截面矩形，吊桿為６ｍ間距連續(xù)排列。??吊桿上端鉸接于拱肋的耳板，錨固方式為銷鉸式；吊桿下端通過關(guān)節(jié)軸承、螺桿、??螺母連接于主梁。吊桿的底緣截面為１．２ｍ＊０．?５ｍ矩形，頂緣截面為０．?７ｍ＊０．?５ｍ??矩形。吊桿壁厚８ｍｍ，在其兩端錨頭處厚度加至１２ｍｍ。??圖１．?３天圓大橋吊桿實(shí)景圖??１２??

螺母連接于主梁。吊桿的底緣截面為１．２ｍ＊０．?５ｍ矩形，頂緣截面為０．?７ｍ＊０．?５ｍ??矩形。吊桿壁厚８ｍｍ，在其兩端錨頭處厚度加至１２ｍｍ。??圖１．?３天圓大橋吊桿實(shí)景圖??１２??
【參考文獻(xiàn)】

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1 鄧揚(yáng);李愛群;丁幼亮;;鋼箱梁橋海量應(yīng)變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析與疲勞評(píng)估方法研究[J];工程力學(xué);2014年07期

2 李星新;任偉新;鐘繼衛(wèi);;西南山區(qū)高速公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞車輛荷載研究[J];振動(dòng)與沖擊;2012年15期

3 吳凱;承宇;余波;;基于實(shí)測(cè)應(yīng)變的江陰長江大橋鋼橋面板疲勞壽命評(píng)估[J];交通標(biāo)準(zhǔn)化;2012年11期

4 鄧揚(yáng);丁幼亮;李愛群;;鋼箱梁焊接細(xì)節(jié)基于長期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的疲勞可靠性評(píng)估:疲勞可靠度指標(biāo)[J];土木工程學(xué)報(bào);2012年03期

5 曹碩;張啟偉;;基于實(shí)測(cè)的蘇通大橋疲勞壽命評(píng)估[J];結(jié)構(gòu)工程師;2011年02期

6 周泳濤;鮑衛(wèi)剛;翟輝;劉延芳;;公路鋼橋疲勞設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2010年11期

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1 李萬潤;基于模型修正與時(shí)序分析的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法研究[D];蘭州理工大學(xué);2013年

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1 盧宏彬;基于時(shí)間序列的結(jié)構(gòu)損傷概率方法研究[D];華南理工大學(xué);2016年

2 秦思楊;基于時(shí)間序列技術(shù)的中小橋梁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析技術(shù)研究[D];重慶交通大學(xué);2015年

3 袁昆;橋梁健康監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)預(yù)警關(guān)鍵問題研究[D];華南理工大學(xué);2013年

4 黃建靖;橋梁構(gòu)件承載能力與剩余疲勞壽命評(píng)估方法及應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2011年

5 楊宇鵬;基于時(shí)間序列的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)問題研究[D];吉林大學(xué);2010年

6 董小紅;既有混凝土橋梁的疲勞壽命和使用安全評(píng)估研究[D];長安大學(xué);2009年

7 安瀟瀟;ARMA相關(guān)模型及其應(yīng)用[D];燕山大學(xué);2008年

8 周瀟;基于自回歸移動(dòng)平均模型的梁橋損傷識(shí)別研究[D];西南交通大學(xué);2008年

9 劉亮;大跨度鋼桁橋節(jié)點(diǎn)疲勞性能試驗(yàn)與研究[D];重慶交通大學(xué);2008年

10 黃麗;隨機(jī)時(shí)間序列模型在物流需求預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[D];武漢大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2849297