大跨懸索橋復雜受力部位的疲勞裂紋分析與數(shù)值模擬.pdf

1、鋼橋復雜受力部位在長期往復車輛荷載的作用下，往往會出現(xiàn)疲勞損傷的不斷累積和疲勞裂紋的擴展，不僅會造成后期維修加固費用的浪費，而且可能在沒有明顯征兆的情況下引發(fā)結(jié)構(gòu)連接部位的斷裂破壞，危及結(jié)構(gòu)安全運營。本文針對大跨懸索橋典型復雜受力部位（索梁錨固區(qū)、中央扣區(qū)域），研究了車輛荷載作用下相關(guān)連接構(gòu)造的疲勞損傷機理，并對其疲勞壽命進行了評估，所完成的主要工作如下:
　　(1)建立了包含有限元模型、車輛荷載模型以及基于S-N曲線的疲勞壽命評

2、估流程的面向疲勞狀態(tài)評估的數(shù)值模型。利用通用有限元程序ANSYS建立了橋梁整體有限元模型和索梁錨固區(qū)、中央扣區(qū)域局部精細化模型，根據(jù)實測數(shù)據(jù)對橋梁整體有限元模型進行了校核，并基于子模型銜接整體模型和局部精細模型;通過橋梁收費系統(tǒng)的實測數(shù)據(jù)，建立了一個包含車輛類型、橫向車道分布、軸重、軸距信息的精細化車輛荷載概率模型;結(jié)合有限元分析和車輛荷載概率模型，以及基于S-N曲線的疲勞壽命評估公式，給出概率有限元疲勞壽命評估流程。
　　(2)

3、分析了索梁錨固區(qū)相關(guān)構(gòu)造的疲勞開裂原因，并對其疲勞壽命進行了評估。通過對索梁錨固區(qū)開裂情況的統(tǒng)計分析，研究了斜頂板球扁鋼加勁肋與承力板的連接、斜頂板與吊耳板連接的裂紋形態(tài)、分布特點及擴展規(guī)律。通過有限元分析，研究了索梁錨固區(qū)的傳力特征，對應(yīng)力集中區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)進行了分析，探討了斜頂板加勁肋與承力板的連接、斜頂板與吊耳板連接的開裂原因;在此基礎(chǔ)上，對索梁錨固區(qū)域相關(guān)應(yīng)力集中區(qū)域進行了壽命評估;最后基于索梁錨固區(qū)受力特征，給出了索梁錨固區(qū)一