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《鋼橋面板U肋與橫隔板焊縫疲勞特性分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、國內(nèi)圖書分類號：U448.27密級：公開國際圖書分類號：624西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文鋼橋面板U肋與橫隔板焊縫疲勞特性分析年級二零一五級姓名王萬威申請學(xué)位級別工程碩士專業(yè)建筑與土木工程指導(dǎo)教師李喬教授張清華教授二零一八年五月西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第I頁ClassifiedIndex:U448.27U.D.C:624SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisFatiguePropertiesAnalysisofWeldedJointsofU-ribsandDiaphragmsonSteelBridgeDeckGrade:2015
2、Candidate:WangWanweiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:ArchitecturalandCivilEngineeringSupervisor:Prof.LiQiaoProf.ZhangQinghuaMay,2018西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第II頁西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第III頁西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第IV頁摘要正交異性鋼橋面板廣泛應(yīng)用于中大跨度橋梁結(jié)構(gòu)，但這種橋面板結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，焊接易造成應(yīng)力集中，在局部車輪荷載的往復(fù)作用下，構(gòu)造細(xì)節(jié)處易疲勞開裂。本文以最易萌生和開展疲
3、勞裂紋的細(xì)節(jié)—U肋與橫隔板連接處為研究對象，對正交異性鋼橋面板疲勞開裂問題進(jìn)行了深入研究。主要工作和結(jié)論如下：（1）對U肋與橫隔板連接處疲勞裂紋失效現(xiàn)象進(jìn)行了分析，分析表明：影響關(guān)注細(xì)節(jié)疲勞性能的變形作用主要包括橫隔板面外及面內(nèi)變形以及U肋的畸變。（2）以武漢青山長江大橋疲勞試驗(yàn)研究項(xiàng)目為依托，建立有限元模型，沿橫向和縱向變換輪載加載位置，分析輪載作用下U肋與橫隔板連接處應(yīng)力分布與組成情況。分析結(jié)果表明：U肋一側(cè)腹板正上方為橫向最不利位置，關(guān)注細(xì)節(jié)處的應(yīng)力對輪載的橫向位置較為敏感。橫隔板以面內(nèi)受力為主，面外彎曲作用很小，而U肋腹板同時(shí)受面內(nèi)外變形及畸變的共同作用。（3）調(diào)研表明U肋與
4、橫隔板連接處主要存在四類常見裂紋，從常見疲勞裂紋角度出發(fā)，確定了各破壞模式下決定裂紋萌生和擴(kuò)展的控制應(yīng)力，并對各控制應(yīng)力做了相應(yīng)的對比分析。分析結(jié)果表明：對于開孔自由邊的C1裂紋，控制應(yīng)力為孔自由邊的切向應(yīng)力，對于U肋與橫隔板焊縫端部的C2和C3裂紋，控制應(yīng)力分別為U肋腹板外表面的豎向拉應(yīng)力和縱向拉應(yīng)力，前者在數(shù)值上為后者的2~3.9倍，C2裂紋出現(xiàn)的可能性大于C3裂紋。（4）針對U肋與橫隔板連接處的應(yīng)力組成情況，以常見裂紋控制應(yīng)力值為對比指標(biāo)，對關(guān)注細(xì)節(jié)處構(gòu)造做了相應(yīng)的優(yōu)化和分析，優(yōu)化措施包括增設(shè)U肋內(nèi)加勁構(gòu)造和采用橫隔板不同開孔形式。分析結(jié)果表明：內(nèi)部加勁肋構(gòu)造形式優(yōu)化效果最佳，
5、而6類開孔形式中，孔型4疲勞性能較好。文中還研究了頂板厚度、橫隔板厚度、U肋厚度對U肋與橫隔板連接處疲勞性能的影響，并推薦了相對較優(yōu)的板件厚度。關(guān)鍵詞：正交異性鋼橋面板；疲勞；U肋與橫隔板；應(yīng)力組成；控制應(yīng)力；優(yōu)化分析西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第V頁AbstractOrthotropicsteelbridgedeckhasbeenwidelyusedinmediumandlargespanbridgestructures.However,structureofthiskindofbridgedeckiscomplicatedandweldingcaneasilycausestre
6、ssconcentration.Underthereciprocatingactionoflocalwheelloads,structuredetailsarepronetofatigue.Inthisthesis,ifocusmystudyontheribtodiaphragmconnectionwhichismostlikelytobedamagedbyfatigue.Themainworkandconclusionsareasfollows:(1)ThefatiguecracksatthejointofU-ribanddiaphragmareanalyzed.Theanalys
7、isshowsthatthedeformationthataffectsthefatigueperformanceofthedetailincludesout-of-planedeformationofthediaphragm,in-planedeformationofthediaphragmanddistortionoftheU-rib.(2)BasedonthefatigueresearchprojectofWuhanQingshanYangtzeRi
