基于MSC Fatigue软件的部分预应力连续刚构桥疲劳性能研究

发布时间：2017-09-12 03:14

  本文关键词：基于MSC Fatigue软件的部分预应力连续刚构桥疲劳性能研究

  更多相关文章： 部分预应力 连续刚构桥 荷载谱 MSC Fatigue 疲劳寿命

【摘要】：从设计上来说,桥梁是根据恒载和活载按最不利情况进行组合,采用静力强度来设计的,对桥梁在动荷载反复作用下的疲劳累积损伤考虑较少,而实际运营中的桥梁主要承受各种荷重车辆的反复作用,即使在尚未达到其承载能力极限的情况下,桥梁也可能出现混凝土开裂、钢筋锈蚀失效、整体承载能力下降等诸多病害。因此,对混凝土桥梁的疲劳寿命和使用安全日益受到桥梁管理部门的高度重视。为了确保部分预应力混凝土桥梁的安全使用,开展对其疲劳寿命的研究十分必要。论文通过对依托工程佛山市三水区油金大桥(旧桥)上通行车辆数据资料的收集,编制出了适合该路段的典型疲劳车模型。最后利用统计学原理和雨流计数法进行计数,提取出汽车荷载作用下的疲劳荷载谱。采用MSC Fatigue疲劳分析软件对部分预应力连续刚构桥进行了验算,对部分预应力混凝土连续刚构桥的精细化建模过程进行了探究,得到的仿真效果良好。文中根据Miner线性损伤累积理论,以名义应力法为疲劳寿命预测方法对结构进行了分析,最后对疲劳结果分析发现:应力集中现象对桥梁疲劳影响很大,需在构造上对应力集中部位加强,改善其疲劳性能。预应力筋的张拉控制应力为1302MPa时,在疲劳荷载的作用下,其疲劳寿命可达到7.9×10~6以上,预应力钢筋的疲劳问题不是桥梁结构疲劳破坏的控制因素。通过采用不同预应力度对桥梁进行了分析,结果发现受拉区普通钢筋的疲劳寿命是影响桥梁结构疲劳性能的关键因素,受压区混凝土在使用过程中一般不会出现疲劳现象;且提高预应力度可有效改善受拉区普通钢筋的疲劳寿命,改善桥梁结构的整体疲劳性能。所以,采用合适的预应力度对改善桥梁的受力性能至关重要。
【关键词】：部分预应力 连续刚构桥 荷载谱 MSC Fatigue 疲劳寿命
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441.4;U448.23
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 部分预应力连续刚构桥的特点9-10
• 1.3 疲劳的概念、破坏分类及影响因素10-12
• 1.3.1 疲劳的概念10-11
• 1.3.2 疲劳的破坏分类11
• 1.3.3 疲劳寿命的影响因素11-12
• 1.3.4 部分预应力混凝土疲劳失效的宏观方面12
• 1.4 本文研究所应用的基本理论和方法12-13
• 1.4.1 Miner线性累积损伤理论12-13
• 1.4.2 名义应力法13
• 1.5 本文研究内容13-15
• 第二章 部分预应力混凝土结构疲劳性能15-21
• 2.1 混凝土疲劳性能15-17
• 2.1.1 受压状态下混凝土的疲劳性能15-16
• 2.1.2 受拉状态下混凝土的疲劳性能16-17
• 2.1.3 拉-压状态下混凝土的疲劳性能17
• 2.2 普通钢筋疲劳性能17-19
• 2.3 预应力筋疲劳性能19-20
• 2.4 部分预应力混凝土受弯构件疲劳性能20
• 2.5 本章小结20-21
• 第三章 公路桥梁车辆疲劳荷载谱21-34
• 3.1 车辆荷载谱21-23
• 3.2 车辆荷载谱编制方法23-24
• 3.2.1 调查统计法23-24
• 3.3 典型车辆模型的建立24-33
• 3.4.1 数据采集24-26
• 3.4.2 疲劳模型车辆荷载频值谱的简化26-28
• 3.4.3 车重分布规律28-29
• 3.4.4 荷载横向分布和运行分布规律29-31
• 3.4.5 内力影响线求解31
• 3.4.6 雨流计数法原理简介31-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第四章 基于MSC Fatigue软件的疲劳模拟分析34-65
• 4.1 MSC Fatigue软件概况34-37
• 4.1.1 MSC Fatigue特色34-35
• 4.1.2 MSC Fatigue功能模块35-37
• 4.2 部分预应力混凝土连续刚构桥的静力模拟分析37-50
• 4.2.1 工程概况37-38
• 4.2.2 部分预应力混凝土数值模拟方法简述38-40
• 4.2.3 部分预应力连续刚构桥模型的建立40-44
• 4.2.4 静力分析材料、边界、荷载等参数确定44-49
• 4.2.5 静力分析结果49-50
• 4.3 部分预应力混凝土连续刚构桥的疲劳模拟分析50-64
• 4.3.1 疲劳分析步骤50-51
• 4.3.2 疲劳部位确定51-54
• 4.3.3 疲劳材料参数设置54-56
• 4.3.4 疲劳荷载谱的定义56-57
• 4.3.5 疲劳分析参数设置57-58
• 4.3.6 寿命结果分析58-61
• 4.3.7 预应力度对桥梁疲劳的影响61-64
• 4.4 本章小结64-65
• 第五章 结论与展望65-67
• 5.1 结论65
• 5.2 展望65-67
• 第六章 致谢67-68
• 参考文献68-71
• 攻读学位期间取得的研究成果71

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