下承式系桿拱橋吊桿疲勞損傷研究.pdf

1、隨著我國進入21世紀，在改革開放的推動下，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有了突飛猛進的增長。伴隨日益加劇的交通壓力，我國高速公路上的橋梁都在滿負荷運營，并且服役時間普遍高于27年?？上攵绍囕v帶來的疲勞損傷則成為了橋梁最大的安全隱患。鋼管混凝土拱橋以其自重輕，跨越能力大，力學(xué)線條優(yōu)美受到廣大橋梁建設(shè)者的青睞。而拱橋吊桿作為橋梁結(jié)構(gòu)的主要傳力構(gòu)件，其健康狀況關(guān)系到整個橋梁的運營安全。因此，本文結(jié)合北京至昆明108國道線云南境內(nèi)的一處下承式鋼管混凝土拱

2、橋為原型，利用通用有限元計算軟件MIDAS/CIVIL，模擬分析該拱橋在車輛荷載作用下其典型吊桿的疲勞性能，并通過改變拱橋設(shè)計參數(shù)，提出改善拱橋吊桿疲勞設(shè)計參考意見。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　?、龠\用MATLAB軟件編程以實現(xiàn)服從對數(shù)正態(tài)分布的隨機車輛荷載譜模擬，將該荷載譜隨機作用于橋面行車道上?；?860級鋼絞線的疲勞S-N曲線分析理論，再利用雨流計數(shù)法計算各個典型吊桿在疲勞荷載譜下的等效應(yīng)力幅以及等效應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。并基于M

3、iner線性損傷累積理論對該下承式系桿拱橋吊桿的疲勞壽命做出了評估，具備一定的工程參考價值。
　?、谕ㄟ^改變拱橋的某些疲勞設(shè)計參數(shù)的情況下進行了共6種情況的吊桿疲勞性能對比。分析發(fā)現(xiàn):1）布置更有利于吊桿的協(xié)同受力，能良好的改善吊桿疲勞性能，即使在某根吊桿斷裂的情況下也不會導(dǎo)致整橋的垮塌;2）桿間距的對吊桿疲勞性能的對比則要根據(jù)實際橋梁跨徑確定，一般控制在4～10米。過大的吊桿間距對吊桿抗疲勞設(shè)計不利;3）工程造價，適當增大吊桿截