疊合梁斜拉橋錨固區(qū)受力性能及疲勞性能研究

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1、分類號:U4410710-2015121096碩士學(xué)位論文疊合梁斜拉橋錨固區(qū)受力性能及疲勞性能研究李鐸導(dǎo)師姓名職稱劉來君教授申請學(xué)位級別工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱橋梁與隧道工程論文提交日期2018年4月17日論文答辯日期2018年5月12日學(xué)位授予單位長安大學(xué)StudyonMechanicalBehaviorandFatiguePerformanceofAnchorageZoneofCable-stayedBridgewithCompositeBeamADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:LiDuoSupervisor:Prof.

2、LiuLaijunChang’anUniversity,Xi’an,China摘要斜拉橋作為一種由塔、梁、索組成的橋梁結(jié)構(gòu)體系,憑借其顯著的優(yōu)點,在我國橋梁建設(shè)中所占比例迅速增加。由于其結(jié)構(gòu)的幾何非線性特征導(dǎo)致其受力狀況較為復(fù)雜,而在傳統(tǒng)的分析中,多采用桿系結(jié)構(gòu)進行整體的計算,對于細(xì)部構(gòu)造的受力狀態(tài)重視不夠。尤其對于斜拉橋而言,其索塔錨固區(qū)和索梁錨固區(qū)結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜,驗證其安全性是一個非常重要的研究內(nèi)容。因此本文主要從索塔錨固區(qū)和索梁錨固區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)以及索梁錨固區(qū)的抗疲勞性能研究三個方面來展開研究。首先,通過對目前國內(nèi)外針對錨固區(qū)域的受力狀況的計算方法的討論,得知多數(shù)錨固區(qū)結(jié)構(gòu)采用有限元方法

3、進行結(jié)構(gòu)細(xì)部計算,并輔助以足尺試驗進行驗證結(jié)論,通常來講,有限元計算結(jié)果與足尺試驗?zāi)P瞳@得的結(jié)果較為近似,證明有限元結(jié)果在準(zhǔn)確模擬結(jié)構(gòu)受力的情況下足夠滿足結(jié)構(gòu)分析的需求。本文以某疊合梁斜拉橋作為依托工程,在整體結(jié)構(gòu)受力明確的情況下,針對索塔錨固區(qū)和索梁錨固區(qū)的受力狀況進行了細(xì)部分析,確保了結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有較大的安全儲備。其次,針對錨拉板上的焊縫區(qū)域分別采用ASSHTO規(guī)范與我國JTGD64規(guī)范進行疲勞荷載的加載與驗算,計算表明,結(jié)構(gòu)在規(guī)范規(guī)定的疲勞荷載作用下符合疲勞設(shè)計的要求。隨后,在驗算的基礎(chǔ)上針對錨拉板的焊縫連接區(qū)域進行標(biāo)準(zhǔn)荷載車作用下的滿載和超載狀況下焊縫區(qū)域的疲勞壽命計算,計算結(jié)果表明

4、焊接區(qū)域具有較大的疲勞壽命,且超載對焊縫區(qū)域壽命影響較大,應(yīng)在隨后的橋梁服役期中加強對結(jié)構(gòu)的監(jiān)測。最后,在前文疲勞計算的基礎(chǔ)上,考慮結(jié)構(gòu)可能存在的初始裂紋,采用Paris公式進行了基于斷裂力學(xué)的錨拉板區(qū)域的結(jié)構(gòu)壽命分析。以及在斷裂力學(xué)計算的壽命的基礎(chǔ)上,考慮結(jié)構(gòu)初始裂紋擴展的不確定性,采用MATLAB計算軟件運用蒙特卡羅隨機方法針對錨拉板區(qū)域的結(jié)構(gòu)可靠度進行了計算。關(guān)鍵詞:疊合梁斜拉橋錨固區(qū),有限元計算,疲勞分析,斷裂,可靠度IAbstractCable-stayedbridgetakesarapidincreaseinourcountry’sbridgeconstructionindus

5、trybecauseofsignificantadvantages.Butinthedesignstage,cable-stayedbridgesareusuallysimplifiedintoskeletalstructureforoverallanalysis,whichisshortofenoughconsiderationonthestressstatusoftheanchoragezones.Furthermore,thegeometricnonlinearityofthecable-stayedbridgemakesthestressstatusofanchoragezonem

6、orecomplex.Howtoensurethesafetyoftheanchoragezoneisacrucialresearchcontent.Thispaperdevelopestheresearchesfromthreepartswhicharetheanalysisoncable-toweranchoragezone,analysisoncable-beamanchoragezone,andanslysisontheanti-fatigueabilityincable-beamanchoragezone.Firstofall,throughthediscussionofthec

7、alculationmethodsforthestressstatusoftheanchoragezoneathomeandabroad,itisknownthatmostoftheanchoragezonestructuresusethefiniteelementmethodtocalculatethestructuraldetailsandassistinthefull-scaletesttoverifythecon

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