随机重载作用下矮塔斜拉桥拉索疲劳可靠度研究

发布时间：2021-11-02 03:46

　　矮塔斜拉桥是20世纪末才在出现我国的新型桥梁结构,由于其合理的受力、优美的造型以及强大的适应性,近十几年来在国内获得了广泛的应用。拉索作为矮塔斜拉桥中联系主梁与桥塔的重要传力构件,承受着全桥30%的荷载效应,其受力状态直接影响到了整个桥梁的安全运营。因此,研究拉索的疲劳特性对于整个桥梁的安全运营是非常必要的。为此,本文以内蒙古乌海市的乌海黄河特大桥为研究背景,对该矮塔斜拉桥的拉索进行疲劳可靠度的研究。本文的主要研究内容如下:（1）获取拉索的应力影响线。应用有限元软件MIDAS/Civil建立全桥的有限元模型,并对该模型进行模态分析,根据规范确定全桥的冲击系数;以道路设计荷载等级作为移动荷载,对拉索进行静动力分析,从中选取出最有代表性的拉索,并提取其应力影响线。（2）建立重载车辆疲劳荷载模型。对桥址附近的路段进行交通量的调查,并以数理统计理论对得到的数据进行统计分析,明确车流量数据中的各项要素的分布类型及参数,包括车辆组成、车重、车间距等等,基于MATLAB平台,采用Monte Carlo法建立重载车辆疲劳荷载模型。（3）基于MATLAB平台计算拉索的疲劳可靠度。将获得的重载交通疲劳荷载... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

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六轴货车我国的规范[2]中规定，重载交通的设

21图2-5不同α值的累积疲劳损伤为了研究变幅加载的疲劳，将式（2-11）改写为()(())1/(1)(1),111kkmrkDkDkCαασ++=（2-12）式中：r,kσ为第k个应力循环的应力幅；kα为第k个应力循环的非线性累积参数D(k)为k个应力循环后的累积疲劳损伤。因此，结构的累积疲劳损伤可以表示为：()()()(())()()()(())()()1221/1,11/11,21/11,1112111111kkmrmrmrkDCDDCDkDkCαασασσσσ+++++===（2-13）2.4面向工程应用的模型简化在车辆荷载等多种荷载共同作用下，矮塔斜拉桥拉索内部将会产生变幅应

33表3-4全路段平均日交通量各车型数量与比例车型小汽车大客车两轴货车三轴货车四轴货车五轴货车六轴货车总计数量/辆59455451768799628146568415515比例/%38.323.5111.395.154.050.9436.64100由上述三个表格中的数据可以看出，调查路段的平均日交通量为15515辆，上行车道的平均日交通量为9535辆，占总交通量的61.45%，两个方向上的交通量的差别较大；所调查的车型中主要以各种货车为主，货车所占比例为61.68%；各种货车中以六轴货车所占比例最大，占总交通量的36.64%，占货车比例的59.39%。（2）时段分布对该路段进行连续48小时车流量调查，得到不同时段的车流量，如图3-5所示。图3-5该检测路段24小时各时段车流量分布从图中可以看出，在一天的24小时之内，车辆在上午10点至晚上22点时间段的活动较为频繁，每小时的车流量均不低于750辆；而晚上22点之后到第二天早上8点之前，由于人们陆续进入休息时间，逐渐停止活动，因此此时段内的平均日交通量在逐渐变小，凌晨6点时车流量达到最校但是六轴货车情况却与总体车流不同，晚上10点至凌晨6点是货车通行的高峰时段，此时通过的六轴货车约占全天六轴货车运行总量的48.8%；正午12点到下午15点，由于太阳光照强烈，路面温度过高，加之长途货车司机在长时间的运行之后需要休息等原因，因此六轴货车量达到一天内的最低水平。


本文编号：3471273