随机车流和风荷载联合作用下大跨度斜拉桥拉索疲劳可靠度研究

发布时间：2020-05-07 19:31

【摘要】：随着桥梁结构跨径的增大,大跨度斜拉桥在风荷载和车辆荷载作用下的疲劳成为工程界关注的焦点。斜拉索作为大跨度斜拉桥的主要传力构件,以其大柔度、小质量、高应力等特性在循环应力作用下较易发生疲劳破坏,故有必要对其加以研究。本文通过考虑桥址处风速风向的联合分布及随机车流情况,通过多段杆来模拟斜拉索,研究拉索的疲劳可靠度,主要内容如下:1.对桥址处风速风向联合分布进行抽样和处理得到横桥向风速及其概率,作为分析风荷载作用下拉索疲劳可靠度的依据。2.分别采用多段杆和单杆模拟斜拉索来建立有限元模型,对两种模型的自振特性进行对比分析,验证了多段杆模拟斜拉索的可行性。为便于后期拉索风荷载的施加最终选择多段杆模拟斜拉索的模型进行研究。3.基于谐波合成法对主梁、主塔及拉索节点进行了脉动风场的模拟,分析了各拉索在不同风速、不同风攻角下应力时程以及位移响应。4.对不同拉索、不同风速及不同风攻角等多种工况进行了对比分析,得到最不利拉索位置以及最不利加载攻角,分析不同风速下最不利拉索应力时程。利用雨流计数法分析统计得到应力幅值及其循环次数。基于Miner线性累计损伤理论得到相应等效应力,分析统计得到等效应力分布,利用建立的拉索疲劳极限状态方程分析风荷载作用下拉索疲劳可靠度。5.建立车辆模型,对一天不同时间段随机车辆荷载进行模拟。利用影响线加载寻找应力最不利拉索位置,对最不利拉索的应力影响线进行拟合得到相应应力影响面,在应力影响面上加载随机车流得到拉索应力时程,通过对多个典型时间块的模拟得到不同交通流下拉索应力情况。6.考虑风荷载和车辆荷载对拉索应力的共同作用,对不同风速和不同交通流下的拉索应力时程进行随机组合得到风车联合作用下的应力时程,分析风车联合作用下拉索疲劳可靠度。
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441.4;U448.27

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