多塔懸索橋鋼箱梁疲勞敏感空間分布與細節(jié)評估.pdf

1、多塔懸索橋具有超長的跨越能力，可以突破單一跨徑的跨度限制，在大跨度橋梁建設(shè)中具有很強的競爭力。但是由于中間塔的設(shè)置，使得多塔懸索橋的整體受力性能與傳統(tǒng)的雙塔懸索橋有很大的差異，主梁的疲勞問題更加復(fù)雜。本文以泰州大橋為工程背景，采用整體—局部的多層次分析方法，研究了鋼箱梁疲勞敏感區(qū)域的空間分布問題，并結(jié)合荷載試驗，對易于發(fā)生疲勞破壞的焊接細節(jié)進行疲勞損傷分析。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)運用有限元分析程序ANSYS建立

2、泰州大橋整體有限元模型，在車輛荷載調(diào)查的基礎(chǔ)上，利用蒙特卡羅方法模擬生成交通荷載流，進行交通荷載作用下的泰州大橋整體動力響應(yīng)分析，研究了鋼箱梁動力響應(yīng)敏感梁段。研究表明:中塔附近梁段，尤其是中塔左右兩側(cè)第一根吊桿位置處梁段是隨機車流作用下的動力響應(yīng)敏感梁段。
　　(2)以泰州大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)記錄的鋼箱梁應(yīng)變時程數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，提取出車輛荷載作用下鋼箱梁的應(yīng)力響應(yīng)，以累積疲勞損傷增量為評價指標，研究鋼箱梁疲勞敏感梁段。研究表明:中塔附近

3、梁段，尤其是中塔左右兩側(cè)第一根吊桿位置處梁段動力響應(yīng)最為明顯，是進行疲勞分析時的關(guān)鍵斷面。
　　(3)基于混合單元法，建立泰州大橋多尺度模型，在車道車輛荷載調(diào)查的基礎(chǔ)上，研究不同車道橋面板構(gòu)造細節(jié)的應(yīng)力響應(yīng)。分析表明:相同時間內(nèi)重車道位置處橋面板的累積疲勞損傷大于快車道和超車道，是進行疲勞分析時的最不利車道。
　　(4)針對正交異性橋面板易于發(fā)生疲勞破壞的焊接細節(jié)（頂板與縱肋連接焊縫、縱肋對接焊縫），進行了泰州大橋現(xiàn)場試驗。