近年來(lái),中、下承式拱橋吊桿在車輛荷載長(zhǎng)期作用下因疲勞和腐蝕作用而斷裂的事故時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重威脅著橋梁結(jié)構(gòu)的服役壽命。因短吊桿縱向剛度大于長(zhǎng)吊桿,使得其動(dòng)力放大效應(yīng)更為顯著,此外在動(dòng)載作用下短吊桿應(yīng)力幅值也明顯大于較長(zhǎng)吊桿,致使在相同的運(yùn)營(yíng)期內(nèi)短吊桿疲勞損傷度更大,更易發(fā)生疲勞破壞。本文基于車橋耦合模型,對(duì)短吊桿易于破壞的機(jī)理做了較為深入的研究,并對(duì)吊桿結(jié)構(gòu)在動(dòng)載作用下的疲勞壽命進(jìn)行了計(jì)算,最后提出了以延長(zhǎng)短吊桿使用壽命為目標(biāo)的結(jié)構(gòu)重設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容如下:（1）建立車橋耦合振動(dòng)模型。分別建立鋼箱梁拱橋的三維有限元模型、空間二軸車輛模型以及路面不平度模型。由橋梁模型、車輛模型及不平度模型組成車橋耦合系統(tǒng),進(jìn)行車橋耦合分析。并結(jié)合荷載試驗(yàn)所測(cè)量的數(shù)據(jù)對(duì)車橋耦合模型進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果顯示該模型能較好的模擬車輛荷載作用下吊桿的受力情況。（2）基于車橋耦合振動(dòng)模型,對(duì)吊桿結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行分析。對(duì)比計(jì)算了不同車速、車重、路面等級(jí)對(duì)吊桿動(dòng)力響應(yīng)的影響。結(jié)果表明:車輛荷載對(duì)吊桿結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的沖擊效應(yīng)非常顯著,且在各種動(dòng)荷載作用下,短吊桿的沖擊系數(shù)均明顯大于較長(zhǎng)吊桿,這也是短吊桿更易發(fā)生疲勞破壞的原因。（3）對(duì)吊桿... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中承式拱橋結(jié)構(gòu)示意圖

（c）錨頭生銹 （d）防護(hù)設(shè)施損壞圖 1-2 吊桿損傷情況照片3 工程事故實(shí)例目前，拱橋吊桿的理論技術(shù)發(fā)展并沒(méi)有跟上其建設(shè)速度的發(fā)展，所以針對(duì)桿疲勞損傷的設(shè)計(jì)、施工等都無(wú)具體可依的規(guī)范。通常的解決辦法就是借橋型如斜拉橋的相關(guān)規(guī)范并結(jié)合以往的工程實(shí)踐來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣就使在投入使用之后往往沒(méi)多長(zhǎng)時(shí)間就發(fā)生吊桿突然斷裂的事故。近年來(lái)因破壞致使橋梁坍塌的事故已愈發(fā)頻繁。2001 年 11 月 7 日，坐落于四川省宜賓市的南門橋因連接拱肋和橋面結(jié)構(gòu)吊桿斷裂而發(fā)生橋面坍塌[4]（如圖 1-3 所示）。針對(duì)此次事故的調(diào)查報(bào)告短吊桿內(nèi)部鋼絞線已部分銹蝕，在此種情況下，吊桿的疲勞損傷累計(jì)速度最終發(fā)生疲勞破壞[5]。

圖 1-3 宜賓南門大橋坍塌后照片2011 年 4 月 12 日，坐落于新疆庫(kù)爾勒市的孔雀河大橋因短吊桿斷裂而致使橋面塌陷（如圖 1-4 所示）。在此之前，有檢測(cè)人員于 2008 年對(duì)該橋進(jìn)行過(guò)檢測(cè)，檢測(cè)報(bào)告指出“吊桿在恒載和活載共同作用下的總拉力還遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)應(yīng)力”[6]。然而該橋坍塌就發(fā)生在檢測(cè)合格才三年之后，事故發(fā)生后調(diào)查結(jié)果表明鋼絞線的腐蝕是吊桿斷裂的主要原因。圖 1-4 庫(kù)爾勒孔雀河大橋事故后照片

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]孝感市城區(qū)主要交通干道噪聲污染分析研究[J]. 蘇欣,付曉旭.  環(huán)境科學(xué)與管理. 2015(10)
[2]基于實(shí)測(cè)車流的懸索橋吊桿鋼絲壽命期內(nèi)的疲勞評(píng)定[J]. 曾勇,陳艾榮,譚紅梅.  防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[3]基于WIM的高速公路橋梁車輛疲勞荷載譜研究[J]. 夏葉飛,李峰峰,顧煜,袁微微,宗周紅.  公路交通科技. 2014(03)
[4]基于全過(guò)程迭代的車橋耦合動(dòng)力系統(tǒng)分析方法[J]. 張楠,夏禾.  中國(guó)鐵道科學(xué). 2013(05)
[5]中下承式拱橋吊桿應(yīng)力沖擊系數(shù)不均勻性研究[J]. 朱勁松,邑強(qiáng).  振動(dòng)與沖擊. 2012(13)
[6]基于車-橋耦合振動(dòng)的簡(jiǎn)支梁橋沖擊效應(yīng)[J]. 譚國(guó)金,劉寒冰,程永春,王龍林,劉斌.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2011(01)
[7]公路鋼橋疲勞設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)研究[J]. 周泳濤,鮑衛(wèi)剛,翟輝,劉延芳.  土木工程學(xué)報(bào). 2010(11)
[8]拱橋吊桿病害及橋面鋪裝無(wú)損更換標(biāo)準(zhǔn)研究[J]. 張志國(guó),聶磊.  石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(02)
[9]多個(gè)車輛荷載作用下橋梁演變隨機(jī)振動(dòng)分析[J]. 葉茂,譚平,任珉,寧響亮,周福霖.  振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2010(03)
[10]鉛芯橡膠隔震支座水平剛度影響因素?cái)?shù)值分析[J]. 朱玉華,莊文娟,黃海榮.  結(jié)構(gòu)工程師. 2009(06)

碩士論文
[1]動(dòng)車組故障樹(shù)—蒙特卡洛法仿真分析與可靠性試驗(yàn)抽樣方案研究[D]. 胡川.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 2013
[2]鋼橋疲勞性能及剩余壽命研究[D]. 林梅.蘭州理工大學(xué) 2011
[3]中下承式拱橋吊桿疲勞安全研究與設(shè)計(jì)探討[D]. 吳紹波.重慶大學(xué) 2008
[4]橋梁運(yùn)營(yíng)荷載狀況研究[D]. 王碩.同濟(jì)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3100464