車輛荷載作用下騎跨式吊索腐蝕疲勞性能分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技的日新月異，超過1000m的懸索橋的建設(shè)成為可能，其也是大跨徑結(jié)構(gòu)的首選橋梁類型。對(duì)于大部分永久橋梁來說，其設(shè)計(jì)壽命有100年甚至更多，但是，對(duì)于作為懸索橋關(guān)鍵組成部分的吊索而言，其理論設(shè)計(jì)壽命只有20年左右。實(shí)際上，國內(nèi)外許多吊索在經(jīng)過5~13年的使用后因?yàn)閲?yán)重的腐蝕和破壞而不得不更換。對(duì)此，本文以某大跨懸索橋的騎跨式吊索為研究對(duì)象，進(jìn)行的主要研究如下：
　?。?）本文采用數(shù)值模擬方法，進(jìn)行全橋有限元模型

2、的建立和模態(tài)頻率驗(yàn)證；總結(jié)國內(nèi)外的相關(guān)規(guī)范對(duì)中小跨徑橋梁結(jié)構(gòu)疲勞分析的車輛荷載加載方法，研究出一種適用于大跨懸索橋吊索疲勞分析的車輛荷載加載方法，并進(jìn)行了車輛荷載縱、橫向加載方法下大跨懸索橋吊索疲勞分析的比較。結(jié)果表明：現(xiàn)有國內(nèi)外關(guān)于中小橋梁疲勞分析的車輛荷載加載方法不能滿足大跨橋梁索構(gòu)件疲勞分析的需要，本文提出的車輛荷載加載方法為大跨橋梁索構(gòu)件的疲勞分析提供了一種比較合理的加載方法。
　?。?）本文采用有限元數(shù)值模擬的方法，比較

3、了不同參數(shù)（加載車道、車輛中心距、疲勞壽命曲線和不同位置）對(duì)大跨懸索橋吊索的疲勞壽命的影響。計(jì)算結(jié)果表明：與全車道加載相比，只進(jìn)行慢車道疲勞車輛加載得到的疲勞壽命更保守，因此建議車輛上橋前要將部分重車分流到快車道上；離吊索最近的車道是最不利車道，對(duì)吊索產(chǎn)生的疲勞損傷比重最大，在四個(gè)車道中占主導(dǎo)地位；當(dāng)疲勞車輛中心間距相差大于60m時(shí)，縱向多車效應(yīng)可以不考慮；疲勞壽命曲線修正前后吊索的疲勞壽命相差一倍左右，因此疲勞壽命曲線的選擇至關(guān)重要；

4、在北邊跨和中跨的吊索，在材料、直徑等參數(shù)保持一致的情況下，無論疲勞壽命曲線修正與否，吊索疲勞壽命隨著吊索的長度的增大而增大，每跨的所有吊索中短吊索的疲勞壽命最小，因此短吊索是監(jiān)控的重點(diǎn)；對(duì)同一跨度的吊索而言，在其他參數(shù)一致的情況下，只要長度相同，不同位置的吊索疲勞壽命可以認(rèn)為是相同的。
　?。?）本文根據(jù)吊索與外界環(huán)境中腐蝕介質(zhì)的接觸先后順序，分析腐蝕疲勞的作用機(jī)制，將吊索鋼絲的腐蝕疲勞分為四個(gè)階段，并分別計(jì)算各個(gè)階段的生命周期，