基于等效结构应力法的锚箱疲劳性能研究

发布时间：2025-01-09 06:26

　　随着经济社会和交通事业的发展,国家对桥梁的跨越能力提出了更高要求,在未来一段时期内钢结构桥梁的建设也将随之增多。疲劳是钢结构桥梁经常出现的问题,在运营中引发了一系列事故,因此钢桥疲劳的问题一直为国内外学者所关注。本文以大连市某斜拉桥为工程背景,以索塔锚固结构锚箱为研究对象,基于等效结构应力法评估了斜拉桥锚箱的疲劳寿命并结合试验研究了其疲劳性能。（1）建立了斜拉桥的Midas全桥模型,根据《JTG D64-2015公路钢结构桥梁设计规范》的抗疲劳设计规定加载,确定了最不利拉索的编号,并与美国和英国规范的疲劳计算结果相比较,最终确定最大索力幅为430kN,考虑平均应力的影响,采用Gerber平均应力修正理论,确定了足尺模型试验加载值,采用正弦波进行疲劳加载,波谷值为50kN,波峰值为480kN,需循环加载226万次。（2）在完成226万次的加载后,通过对应力位移数据的分析,锚箱的应力未有明显变化,变形稳定,刚度也未退化,综合磁粉探伤结果未发现有裂纹产生,说明设计能够满足使用要求,在加载276万次后结构仍然未发生疲劳破坏,说明锚箱的抗疲劳设计具有很大的富余量。（3）采用等效结构应力法,验证了其...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 锚箱的分类
        1.2.1 内置式钢锚箱
        1.2.2 外露式钢锚箱
        1.2.3 箱塔一体式锚箱
    1.3 钢桥疲劳的研究方法
        1.3.1 名义应力法
        1.3.2 热点应力法
        1.3.3 断裂力学法
    1.4 工程背景
        1.4.1 总体布置
        1.4.2 主塔布置形式
        1.4.3 索塔锚固结构
    1.5 研究的主要内容及方法
2 斜拉桥整体计算及疲劳荷载确定
    2.1 概述
        2.1.1 有限元模型的建立
        2.1.2 计算结果
    2.2 疲劳荷载确定
        2.2.1 按照公路钢桥设计规范
        2.2.2 按照AASHTO计算
        2.2.3 按照BS5400 计算
        2.2.4 计算结果比对
    2.3 锚箱的有限元分析
    2.4 本章小结
3 试验过程及结果分析
    3.1 测点布置
    3.2 加载方案
        3.2.1 确定加载幅值
        3.2.2 预加载方案
        3.2.3 疲劳加载方案
    3.3 试验结果分析
        3.3.1 位移结果
        3.3.2 静载结果
        3.3.3 荷载-应力分析
        3.3.4 试验值与理论值比较
    3.4 本章小结
4 基于等效结构应力法的疲劳寿命分析
    4.1 等效结构应力法理论
        4.1.1 结构应力定义
        4.1.2 等效结构应力
        4.1.3 主S-N曲线
    4.2 网格不敏感性验证
    4.3 锚箱疲劳寿命评估
    4.4 桥塔钢板结构应力参数分析
        4.4.1 桥塔壁板厚设计参数
        4.4.2 承剪板厚设计参数
    4.5 本章小结
结论与展望
    主要结论
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：4025293