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大跨度扁平鋼箱梁正交異性橋面板受力特性及疲勞模型試驗(yàn)方案研究

發(fā)布時間:2017-09-21 23:40

  本文關(guān)鍵詞:大跨度扁平鋼箱梁正交異性橋面板受力特性及疲勞模型試驗(yàn)方案研究


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【摘要】:扁平鋼箱梁正交異性鋼橋面板構(gòu)造復(fù)雜、焊縫較多,疲勞開裂問題歷來備受重視,世界范圍內(nèi)疲勞開裂事例時有報道。本文依托重慶市江津區(qū)中渡長江大橋項目,對扁平鋼箱梁正交異性橋面受力行為和疲勞性能做了初步的研究。首先建立原橋節(jié)段ANSYS有限元模型,車輛移動荷載采用荷載步的方法來模擬,計算時考慮了橋面鋪裝的作用,分析了加勁肋、橫隔板及頂板的主應(yīng)力受力狀態(tài),對最不利移動荷載作用位置進(jìn)行了分析;然后對正交異性板結(jié)構(gòu)的各設(shè)計參數(shù)(頂板厚度、U肋厚度及橫隔板厚度)對疲勞敏感部位應(yīng)力影響進(jìn)行了分析研究;接著對疲勞試驗(yàn)?zāi)P瓦M(jìn)行了設(shè)計;最后研究了試驗(yàn)?zāi)P图虞d方案與測點(diǎn)布置。主要的研究內(nèi)容與研究結(jié)論如下:1、通過建立精細(xì)的中渡長江大橋鋼箱梁節(jié)段有限元模型,對原橋扁平鋼箱梁受力行為進(jìn)行了初步的研究。并通過細(xì)致的分析得到了最不利受力位置及最不利移動荷載位置。通過研究分析發(fā)現(xiàn),不同類型的橫隔板對其連接處的加勁肋與頂板受力影響不同,且每種橫隔出現(xiàn)最不利受力狀況時對應(yīng)的荷載位置和構(gòu)造位置也不相同,H2橫隔板對結(jié)構(gòu)的受力影響最大,車輛荷載的第一個重軸作用在H2橫隔板上方左右時,原橋受力最為不利。2、對正交異性板結(jié)構(gòu)的各設(shè)計參數(shù)(頂板厚度、U肋厚度及橫隔板厚度)對疲勞敏感部位應(yīng)力影響進(jìn)行了分析研究。通過分析研究得到了頂板的厚度、U肋厚度及橫隔板厚度對正交異性板結(jié)構(gòu)疲勞敏感部位應(yīng)力的影響情況。3、通過初選疲勞試驗(yàn)?zāi)P突驹O(shè)計結(jié)構(gòu),采用控制變量法探究了橫隔板剛度、腹板剛度對模型等效性的影響,從而確定了橫隔板高度、腹板高度和厚度等主要設(shè)計參數(shù)。然后再對試驗(yàn)?zāi)P偷牡刃赃M(jìn)行驗(yàn)證,最終確定了試驗(yàn)?zāi)P徒Y(jié)構(gòu)構(gòu)造等基本參數(shù)。4、正交異性鋼橋面板模型試驗(yàn)重點(diǎn)考察加勁肋與橫隔板連接部位、橫隔板開孔邊緣應(yīng)力集中部位及加勁肋與頂板連接部位疲勞敏感點(diǎn)的疲勞性能;诖藢υ囼(yàn)?zāi)P瓦M(jìn)行了詳細(xì)而又有針對性的測點(diǎn)布設(shè)。最后,結(jié)合試驗(yàn)場地及儀器設(shè)備等因素,確定了試驗(yàn)?zāi)P偷募虞d方案。
【關(guān)鍵詞】:扁平鋼箱梁 正交異性鋼橋面 受力行為 有限元模型 疲勞試驗(yàn)?zāi)P?/strong>
【學(xué)位授予單位】:西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:U441;U443.31
【目錄】:
  • 摘要6-7
  • Abstract7-11
  • 第1章 緒論11-18
  • 1.1 鋼箱梁及正交異性鋼橋面板發(fā)展概述11-12
  • 1.2 研究現(xiàn)狀概述12-15
  • 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀簡述12
  • 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀簡述12-15
  • 1.3 論文工程背景及研究意義15-17
  • 1.3.1 工程背景15-16
  • 1.3.2 研究意義16-17
  • 1.4 論文研究的主要內(nèi)容17-18
  • 第2章 中渡長江大橋原橋鋼箱梁有限元模型分析18-40
  • 2.1 原橋節(jié)段ANSYS空間有限元模型18-22
  • 2.2 頂板疲勞敏感部位應(yīng)力數(shù)據(jù)分析22-25
  • 2.2.1 主拉應(yīng)力分析23-24
  • 2.2.2 主壓應(yīng)力分析24-25
  • 2.3 加勁肋疲勞敏感部位應(yīng)力數(shù)據(jù)分析25-28
  • 2.3.1 主拉應(yīng)力分析25-27
  • 2.3.2 主壓應(yīng)力分析27-28
  • 2.4 橫隔板疲勞敏感部位應(yīng)力數(shù)據(jù)分析28-30
  • 2.5 原橋最不利移動荷載位置分析30-32
  • 2.5.1 頂板測點(diǎn)最不利受力位置分析30-31
  • 2.5.2 加勁肋測點(diǎn)最不利受力位置分析31
  • 2.5.3 橫隔板測點(diǎn)最不利受力位置分析31-32
  • 2.6 原橋最不利受力位置分析32-35
  • 2.7 考察構(gòu)造部位應(yīng)力分布情況35-38
  • 2.8 本章小結(jié)38-40
  • 第3章 正交異性橋面板構(gòu)造參數(shù)影響規(guī)律研究40-53
  • 3.1 概述40
  • 3.2 研究方法與研究參數(shù)40-45
  • 3.2.1 研究方法40-43
  • 3.2.2 研究參數(shù)43-45
  • 3.3 計算結(jié)果分析45-51
  • 3.3.1 頂板厚度對疲勞敏感部位應(yīng)力的影響45-47
  • 3.3.2 U肋厚度對疲勞敏感部位應(yīng)力的影響47-49
  • 3.3.3 橫隔板厚度對疲勞敏感部位應(yīng)力的影響49-51
  • 3.4 本章小結(jié)51-53
  • 第4章 疲勞試驗(yàn)?zāi)P驮O(shè)計53-74
  • 4.1 模型設(shè)計影響因素分析53
  • 4.2 模型設(shè)計方法及優(yōu)化方案53-66
  • 4.2.1 模型初始設(shè)計53-54
  • 4.2.2 模型等效性方法研究54-55
  • 4.2.3 模型結(jié)構(gòu)參數(shù)影響分析55-64
  • 4.2.4 模型設(shè)計優(yōu)化方案64-66
  • 4.3 模型等效性分析66-72
  • 4.4 本章小結(jié)72-74
  • 第5章 疲勞試驗(yàn)?zāi)P蜏y點(diǎn)布置及加載方案設(shè)計74-83
  • 5.1 試驗(yàn)?zāi)P蜏y點(diǎn)布置74-80
  • 5.1.1 測試內(nèi)容74
  • 5.1.2 試驗(yàn)?zāi)P蛻?yīng)變及撓度測點(diǎn)布置74-80
  • 5.2 模型試驗(yàn)加載方案研究80-82
  • 5.2.1 測試系統(tǒng)與測試方法80
  • 5.2.2 加載方法80-82
  • 5.2.3 加載順序82
  • 5.3 本章小結(jié)82-83
  • 結(jié)論與展望83-86
  • 結(jié)論83-84
  • 展望84-86
  • 致謝86-87
  • 參考文獻(xiàn)87-90
  • 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果90

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本文編號:897566


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