小曲率半径连续钢桁架桥受力及疲劳分析

发布时间：2019-08-02 14:22

【摘要】：随着新型的结构形式和先进技术在钢桥建造中的应用,钢桥的设计工作要求趋于严格,制造工艺愈发精细,构造细节愈发复杂,与此同时交通荷载的与日俱增,这就使得钢桥疲劳研究方面的工作具有了必要性和迫切性。本文在已有疲劳研究成果的基础上,以西宁昆仑桥改造项目作为工程背景,对城市小曲率半径连续钢桁架桥全桥静力性能及杆件、节点板疲劳进行分析研究。本研究首先运用有限元仿真软件midas civil对小曲率半径连续钢桁架桥整体结构进行了仿真模拟,静力特性分析的结果显示桁架曲线内侧受力相比于外侧较为不利。通过对其动力分析,求解出6阶频率及振型,之后计算出了冲击系数。在结构整体受力分析的基础上,针对跨中下弦杆、支座处上弦杆以及上下节点板这4类危险构件,逐一运用midas FEA建立更为精细的局部有限元模型。通过分析构造细节对局部受力的影响,得到了各类危险构件的应力分布情况,同时为后续疲劳分析提供基础。针对城市交通一般特点,结合昆仑桥所在区域的具体情况,对城市交通流进行参数估计。并运用概率随机方法通过matlab编写程序对荷载谱进行计算机模拟,通过此方法获得研究所需的模拟荷载谱。基于名义应力分析方法的基础上并结合midas FEA有限元疲劳分析软件,针对不同构造细节、不同荷载谱、不同受力状态三个方面对危险构件进行疲劳分析及寿命估计。研究结果表明,上弦杆节点板是桁架桥疲劳寿命控制构件,最不利杆件则为支座处上弦杆;在城市钢桁架桥梁设计中采用公路规范疲劳荷载谱估算疲劳寿命是较为保守的且具有可靠性的;节点板在空间受力状态下疲劳寿命略低于平面应力状态,损伤分布规律较为相似。
【图文】：

疲劳损伤机理钢桥的疲劳寿命通常是指钢桥在发生疲劳失效破坏时，结构所受荷载或应力作用的循环次数或者时长

名义应力法示意图
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U441

【参考文献】

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本文编号：2522168