拱桥吊杆腐蚀疲劳分析及其构造改进研究
发布时间：2021-04-26 08:53
拱桥的建设在以前很多都采取吊杆通过锚固来悬吊横梁的,结构是横梁承重,并且没有设置纵梁,对于吊杆的疲劳问题来说尤其严重。同时,实际建设的拱桥的吊杆产生大大小小不同的病害,如表面的锈蚀、PE保护套开裂、吊杆锚箱进水等严重问题,这些问题会导致吊杆产生锈蚀问题,严重的情况下会产生应力腐蚀。在疲劳和锈蚀的联合作用下,会产生吊杆的腐蚀疲劳问题。所以,本文先是全面的分析该中承式拱桥的受力性能,对比构造措施改进前后来分析其吊杆的疲劳性能;二是从吊杆局部入手,分析其锈蚀破坏的程度和分布,对吊杆的疲劳寿命进行分析。从工程背景桥梁长青桥出发,建立长青桥中跨有限元模型,选取车辆荷载以及计算模型并对桥面不平度进行合理的模拟,采用ANSYS和MATLAB程序对该拱桥的车桥耦合振动分析并得到吊杆的应力幅等指标。通过分析,发现处于跨中的长吊杆的应力要比处于拱脚的短吊杆的应力要小一些,承递增的分布。又计算并观察车速与桥面不平度对吊杆应力幅的作用,发现桥面不平度越差,吊杆应力幅也会随之变大;而车速的变化对于吊杆的应力幅起到的影响程度不是特别显著。然后从该拱桥的构造措施改进前后来分析吊杆的疲劳性能。通过增设纵向联系这一构造...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的来源以及研究的背景与意义
1.1.1 课题的来源
1.1.2 工程背景
1.1.3 研究意义
1.2 目前的国内外研究现状
1.2.1 拱桥吊杆疲劳问题研究综述
1.2.2 拱桥吊杆锈蚀问题研究综述
1.3 本方向研究存在的不足
1.4 本论文的主要研究内容概述
第2章 吊杆疲劳有关理论的概述
2.1 疲劳问题基本概述
2.2 吊杆疲劳的概述
2.2.1 吊杆疲劳裂纹产生发展的过程
2.2.2 吊杆的疲劳应力概述
2.2.3 吊杆S-N曲线概述
2.3 吊杆疲劳损伤累积理论
2.3.1 线性累积损伤理论
2.3.2 双线性疲劳累积损伤理论
2.3.3 非线性疲劳累积损伤理论
2.4 吊杆疲劳性能分析概述
2.4.1 高强镀锌钢丝疲劳性能
2.4.2 高强镀锌钢丝吊杆疲劳性能
2.5 本章小结
第3章 车桥耦合振动下吊杆应力幅分析
3.1 引言
3.2 基于车桥耦合分析吊杆疲劳应力幅过程
3.2.1 建立模型过程
3.2.2 车辆模型的选取
3.2.3 车桥耦合振动求解过程
3.3 吊杆应力时程分析
3.4 车速变化对吊杆应力幅的影响
3.5 桥面不平度对吊杆应力幅的影响
3.5.1 桥面不平度的基本概述
3.5.2 桥面随机不平度的模拟
3.5.3 桥面不平整度分级情况说明
3.5.4 桥面不平度对吊杆应力幅的影响
3.6 车辆重量对吊杆应力幅的影响
3.7 本章小结
第4章 考虑构造改进因素吊杆疲劳影响分析
4.1 引言
4.2 有纵向联系对吊杆应力幅的影响
4.3 有填充砂浆对吊杆应力幅的影响
4.4 横梁重量对吊杆应力幅的影响
4.5 伸缩缝处对吊杆应力幅的影响
4.6 本章小结
第5章 吊杆锈蚀钢丝疲劳问题分析
5.1 引言
5.2 吊杆钢丝疲劳应力及寿命计算
5.2.1 吊杆锈蚀钢丝的局部精细化模型建立
5.2.2 计算疲劳寿命的步骤与方法
5.2.3 计算模型的选取依据及验证
5.3 单个圆球形蚀坑吊杆钢丝分析
5.4 单个椭圆球形蚀坑吊杆钢丝分析
5.5 两个椭圆球形蚀坑吊杆钢丝分析
5.6 各种构造因素下吊杆锈蚀钢丝疲劳寿命的对比与分析
5.7 吊杆钢丝间作用对吊杆疲劳寿命影响
5.8 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅析系杆拱桥锚头锈蚀渗水原因与防护处理[J]. 唐堂,吴高杰,郝曙光. 现代交通技术. 2018(03)
[2]考虑车-桥耦合振动及桥面平整度退化影响的拱桥吊杆疲劳分析[J]. 殷新锋,丰锦铭,刘扬,蔡春声. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(09)
[3]索承式桥梁吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估[J]. 乔燕,缪长青,孙传智. 土木建筑与环境工程. 2017(04)
[4]拱桥吊杆锈蚀高强钢丝疲劳性能试验研究[J]. 李晓章,谢旭,潘骁宇,孙文智,朱汉华. 土木工程学报. 2015(11)
[5]拱桥吊杆的腐蚀疲劳分析及防护[J]. 李月平. 山西建筑. 2013(26)
[6]中下承式吊杆拱桥事故分析及对桥梁检测启示[J]. 陈亚亮,许华聪,余印根. 福建工程学院学报. 2013(03)
[7]中下承式拱桥吊杆应力冲击系数不均匀性研究[J]. 朱劲松,邑强. 振动与冲击. 2012(13)
[8]基于模型修正梁格法的车桥耦合振动分析系统[J]. 韩万水,王涛,李永庆,李彦伟,黄平明. 中国公路学报. 2011(05)
[9]振动对拱桥短吊杆截面应力分布的影响[J]. 李元兵,张启伟. 同济大学学报(自然科学版). 2009(02)
[10]无粘结预应力钢绞线锈蚀后力学性能研究[J]. 罗小勇,李政. 铁道学报. 2008(02)
博士论文
[1]基于城市桥梁集群监测平台的系杆拱桥健康监测研究[D]. 李毅.浙江大学 2010
[2]不确定性疲劳寿命预测方法研究[D]. 王旭亮.南京航空航天大学 2009
[3]公路钢桥疲劳性能及可靠性研究[D]. 李莹.哈尔滨工业大学 2008
[4]拉索损伤演化机理与剩余使用寿命评估[D]. 徐俊.同济大学 2006
硕士论文
[1]拱桥柔性吊杆的受力特性、损伤机理及处治对策研究[D]. 金世安.东南大学 2016
[2]不均匀锈蚀对拱桥吊杆力学性能研究[D]. 马伟龙.重庆交通大学 2016
[3]下承式系杆拱桥吊杆疲劳损伤研究[D]. 吴坷.重庆交通大学 2015
[4]中下承拱桥的吊杆锈蚀损伤研究[D]. 潘骁宇.浙江大学 2015
[5]大跨径中承式拱桥吊杆更换理论分析与设计方法研究[D]. 李磊磊.长安大学 2012
[6]钢管混凝土拱桥车—桥耦合振动分析[D]. 王帆.哈尔滨工业大学 2011
[7]拱桥吊杆的破损安全研究[D]. 涂俊.哈尔滨工业大学 2008
[8]斜拉桥拉索腐蚀行为及使用寿命预测研究[D]. 梁雄.重庆交通大学 2008
[9]系杆拱桥吊杆更换研究[D]. 赵洋.浙江大学 2006
本文编号：3161128
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的来源以及研究的背景与意义
1.1.1 课题的来源
1.1.2 工程背景
1.1.3 研究意义
1.2 目前的国内外研究现状
1.2.1 拱桥吊杆疲劳问题研究综述
1.2.2 拱桥吊杆锈蚀问题研究综述
1.3 本方向研究存在的不足
1.4 本论文的主要研究内容概述
第2章 吊杆疲劳有关理论的概述
2.1 疲劳问题基本概述
2.2 吊杆疲劳的概述
2.2.1 吊杆疲劳裂纹产生发展的过程
2.2.2 吊杆的疲劳应力概述
2.2.3 吊杆S-N曲线概述
2.3 吊杆疲劳损伤累积理论
2.3.1 线性累积损伤理论
2.3.2 双线性疲劳累积损伤理论
2.3.3 非线性疲劳累积损伤理论
2.4 吊杆疲劳性能分析概述
2.4.1 高强镀锌钢丝疲劳性能
2.4.2 高强镀锌钢丝吊杆疲劳性能
2.5 本章小结
第3章 车桥耦合振动下吊杆应力幅分析
3.1 引言
3.2 基于车桥耦合分析吊杆疲劳应力幅过程
3.2.1 建立模型过程
3.2.2 车辆模型的选取
3.2.3 车桥耦合振动求解过程
3.3 吊杆应力时程分析
3.4 车速变化对吊杆应力幅的影响
3.5 桥面不平度对吊杆应力幅的影响
3.5.1 桥面不平度的基本概述
3.5.2 桥面随机不平度的模拟
3.5.3 桥面不平整度分级情况说明
3.5.4 桥面不平度对吊杆应力幅的影响
3.6 车辆重量对吊杆应力幅的影响
3.7 本章小结
第4章 考虑构造改进因素吊杆疲劳影响分析
4.1 引言
4.2 有纵向联系对吊杆应力幅的影响
4.3 有填充砂浆对吊杆应力幅的影响
4.4 横梁重量对吊杆应力幅的影响
4.5 伸缩缝处对吊杆应力幅的影响
4.6 本章小结
第5章 吊杆锈蚀钢丝疲劳问题分析
5.1 引言
5.2 吊杆钢丝疲劳应力及寿命计算
5.2.1 吊杆锈蚀钢丝的局部精细化模型建立
5.2.2 计算疲劳寿命的步骤与方法
5.2.3 计算模型的选取依据及验证
5.3 单个圆球形蚀坑吊杆钢丝分析
5.4 单个椭圆球形蚀坑吊杆钢丝分析
5.5 两个椭圆球形蚀坑吊杆钢丝分析
5.6 各种构造因素下吊杆锈蚀钢丝疲劳寿命的对比与分析
5.7 吊杆钢丝间作用对吊杆疲劳寿命影响
5.8 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅析系杆拱桥锚头锈蚀渗水原因与防护处理[J]. 唐堂,吴高杰,郝曙光. 现代交通技术. 2018(03)
[2]考虑车-桥耦合振动及桥面平整度退化影响的拱桥吊杆疲劳分析[J]. 殷新锋,丰锦铭,刘扬,蔡春声. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(09)
[3]索承式桥梁吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估[J]. 乔燕,缪长青,孙传智. 土木建筑与环境工程. 2017(04)
[4]拱桥吊杆锈蚀高强钢丝疲劳性能试验研究[J]. 李晓章,谢旭,潘骁宇,孙文智,朱汉华. 土木工程学报. 2015(11)
[5]拱桥吊杆的腐蚀疲劳分析及防护[J]. 李月平. 山西建筑. 2013(26)
[6]中下承式吊杆拱桥事故分析及对桥梁检测启示[J]. 陈亚亮,许华聪,余印根. 福建工程学院学报. 2013(03)
[7]中下承式拱桥吊杆应力冲击系数不均匀性研究[J]. 朱劲松,邑强. 振动与冲击. 2012(13)
[8]基于模型修正梁格法的车桥耦合振动分析系统[J]. 韩万水,王涛,李永庆,李彦伟,黄平明. 中国公路学报. 2011(05)
[9]振动对拱桥短吊杆截面应力分布的影响[J]. 李元兵,张启伟. 同济大学学报(自然科学版). 2009(02)
[10]无粘结预应力钢绞线锈蚀后力学性能研究[J]. 罗小勇,李政. 铁道学报. 2008(02)
博士论文
[1]基于城市桥梁集群监测平台的系杆拱桥健康监测研究[D]. 李毅.浙江大学 2010
[2]不确定性疲劳寿命预测方法研究[D]. 王旭亮.南京航空航天大学 2009
[3]公路钢桥疲劳性能及可靠性研究[D]. 李莹.哈尔滨工业大学 2008
[4]拉索损伤演化机理与剩余使用寿命评估[D]. 徐俊.同济大学 2006
硕士论文
[1]拱桥柔性吊杆的受力特性、损伤机理及处治对策研究[D]. 金世安.东南大学 2016
[2]不均匀锈蚀对拱桥吊杆力学性能研究[D]. 马伟龙.重庆交通大学 2016
[3]下承式系杆拱桥吊杆疲劳损伤研究[D]. 吴坷.重庆交通大学 2015
[4]中下承拱桥的吊杆锈蚀损伤研究[D]. 潘骁宇.浙江大学 2015
[5]大跨径中承式拱桥吊杆更换理论分析与设计方法研究[D]. 李磊磊.长安大学 2012
[6]钢管混凝土拱桥车—桥耦合振动分析[D]. 王帆.哈尔滨工业大学 2011
[7]拱桥吊杆的破损安全研究[D]. 涂俊.哈尔滨工业大学 2008
[8]斜拉桥拉索腐蚀行为及使用寿命预测研究[D]. 梁雄.重庆交通大学 2008
[9]系杆拱桥吊杆更换研究[D]. 赵洋.浙江大学 2006
本文编号：3161128
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3161128.html
