悬索桥吊索的疲劳寿命分析

发布时间：2017-10-22 12:14

  本文关键词：悬索桥吊索的疲劳寿命分析

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【摘要】：吊索作为悬索桥主要的受力构件,由于受到环境及自身各种复杂因素(环境腐蚀、自然灾害、荷载长期效应、疲劳效应、材料老化等)的影响,使得吊索的损伤积累和承载能力下降,由此极其容易引发灾难性的事件,将会给人民的生命安全带来危害,给社会财富造成巨大损失。本文在已有研究的基础上,结合云南澜沧江特大桥工程实例,针对澜沧江特大桥吊索做了以下多个方面的工作：(1)介绍了国内外公路疲劳荷载谱的取值方法和疲劳设计方法中的名义应力法和断裂力学法。(2)分析了悬索桥吊索的腐蚀机理、引起腐蚀的各种原因、发生腐蚀后其强度的变化、吊索的腐蚀速率以及吊索对腐蚀破坏的防护和养护措施。(3)根据澜沧江特大桥工程实例,采用有限元软件,建立有限元模型,对吊索进行疲劳荷载下的动力响应分析,求得疲劳荷载作用下的荷载谱,基于现行疲劳累积损伤理论和现行规范中的吊索的S-N曲线,对其进行疲劳寿命预测。(4)对不同工况下澜沧江特大桥的典型吊索进行了损伤评估。计算结果表明,在只是考虑公路汽车疲劳荷载的作用时,大桥的吊索在设计年限内不会发生疲劳破坏,因此,悬索桥吊索从荷载的角度在设计时是按无限寿命来考虑的；分析了在只考虑吊索截面腐蚀时得到吊索截面的使用年限；当吊索腐蚀到一定年限时考虑吊索疲劳情况下的使用年限。
【关键词】：悬索桥 吊索 腐蚀 疲劳分析
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441.4;U448.25
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-25
• 1.1 悬索桥概述11-18
• 1.1.1 悬索桥的发展11-14
• 1.1.2 悬索桥的结构特点14-15
• 1.1.3 悬索桥计算理论的发展15-18
• 1.2 悬索桥使用寿命的问题18-21
• 1.2.1 悬索桥吊索在使用时的病害情况18-19
• 1.2.2 国内外桥梁吊索或拉索的病害现状19-21
• 1.3 悬索桥吊索使用寿命研究现状21-22
• 1.3.1 悬索桥吊索的疲劳研究21
• 1.3.2 存在的问题21-22
• 1.4 主要工作及研究内容22-23
• 1.5 本章小结23-25
• 第2章 荷载谱及悬索桥吊索的抗疲劳设计25-49
• 2.1 公路桥梁疲劳荷载谱的概念及发展简介25-36
• 2.1.1 国外的疲劳荷载谱25-31
• 2.1.2 国内的疲劳荷载谱31-36
• 2.2 悬索桥吊索的抗疲劳设计36-47
• 2.2.1 名义应力法36-44
• 2.2.2 断裂力学法44-47
• 2.3 本章小结47-49
• 第3章 悬索桥吊索的腐蚀分析49-61
• 3.1 引言49
• 3.2 吊索钢丝腐蚀的机理及原因49-55
• 3.2.1 吊索钢丝的腐蚀机理49-51
• 3.2.2 吊索腐蚀的原因51-53
• 3.2.3 受腐蚀钢丝强度的退化53-55
• 3.3 悬索桥吊索的腐蚀速率55-57
• 3.4 吊索钢丝腐蚀防护及养护措施57-60
• 3.4.1 吊索腐蚀防护的措施57-58
• 3.4.2 吊索腐蚀养护的措施58-60
• 3.5 本章小结60-61
• 第4章 悬索桥疲劳寿命计算分析61-85
• 4.1 工程实例61-64
• 4.1.1 澜沧江特大桥概况61-63
• 4.1.2 澜沧江特大桥的有限元模型63-64
• 4.2 计算分析荷载的取值64-65
• 4.3 悬索桥吊索在恒载作用下的内力结果及分析65-67
• 4.4 悬索桥吊索在疲劳车辆荷载的作用下的动力响应67-74
• 4.4.1 疲劳荷载作用下内力响应67-70
• 4.4.2 疲劳荷载作用下应力响应70-73
• 4.4.3 疲劳荷载作用下应幅73-74
• 4.5 吊索的疲劳寿命分析74-83
• 4.5.1 不考虑腐蚀状况下寿命分析74-77
• 4.5.2 考虑腐蚀时吊索疲劳寿命分析77-83
• 4.6 本章小结83-85
• 第5章 结论与展望85-87
• 5.1 结论85
• 5.2 展望与研究不足85-87
• 致谢87-89
• 参考文献89-93
• 附录A (攻读硕士学位期间发表的论文及参与的课题)93

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