基于TCD的锚拉板疲劳性能分析与试验研究

发布时间：2024-02-27 19:06

　　锚拉板广泛用于钢箱梁斜拉桥中,但锚拉板与锚管连接的倒圆角处存在应力集中,在动力荷载作用下容易发生疲劳破坏.以大连某斜拉桥为工程背景,对其锚拉板疲劳性能展开理论分析与试验研究.首先通过临界距离理论(theory of critical distance,TCD)对锚拉板的疲劳性能进行理论分析,通过"线法"得到锚拉板等效应力为141MPa.然后进行疲劳试验,试验模型比例为1∶1.5.由试验测得锚拉板的最大等效应力32 MPa,最大变形3mm,锚拉板在施加荷载过程中处于弹性工作状态.在200万次的疲劳加载后未发现裂纹.理论分析和疲劳试验结果表明,该斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构在设计寿命期内,不会发生疲劳开裂.

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【部分图文】：

图１疲劳损伤区Ｆｉｇ．１Ｆａｔｉｇｕｅｄａｍａｇｅａｒｅａ

下疲劳极限之内结构不会出现疲劳损伤，这样可把疲劳极限作为产生疲劳失效的临界值．应力超过疲劳极限会在一定范围内造成疲劳损伤，微观原因为金属晶粒的滑移，这个范围域通常用一个圆形代表，圆形的直径为损伤区的特征长度，与缺口的形状无关，如图１所示，３种试样的特征长度相同［６］，而特征长度可....

图２ＴＣＤ示意图Ｆｉｇ．２ＴＣＤｓｃｈｅｍａｔｉｃ

为了研究缺口临界距离与疲劳寿命、荷载比、应力集中系数之间的关系以及对疲劳寿命的影响，对ＴＣ４合金缺口试样进行分析与研究．黄佳等［１５］利用热点应力法和ＴＣＤ对ＤＺ１２５进行低循环疲劳寿命分析．图２显示了ＴＣＤ的基本内涵，如果缺口根部出现裂纹，根据疲劳失效定论可知，在裂纹根部一定距....

图３点法与线法示意图Ｆｉｇ．３Ｐｏｉｎｔｍｅｔｈｏｄａｎｄｌｉｎｅｍｅｔｈｏｄｓｃｈｅｍａｔｉｃｓ

２ＴＣＤ示意图Ｆｉｇ．２ＴＣＤｓｃｈｅｍａｔｉｃＴＣＤ即是当距离应力集中根部Ｌ０／２处或２Ｌ０路径上的平均应力等于材料的疲劳极限时，将发生疲劳失效．利用点法（ＰＭ）（ｘ＝Ｌ０／２）判断时，当该点的应力等于疲劳极限Δσ０，此时将发生疲劳失效，失效准则可表示为Δσ（ｘ＝Ｌ０／２）＝Δ....

图图４桥型布置图（单位：ｃｍ）（ｃ）

２工程实例大连南部滨海大道西延伸线工程斜拉桥全长４０８ｍ，桥宽２９．５ｍ，跨径布置５０ｍ＋９６ｍ＋１９２ｍ＋７０ｍ．桥型布置图如图４所示．本桥采用的斜拉桥为双塔单索面，主梁为正交异性桥面板钢箱梁，中心梁高３．０ｍ，底板宽度２２．８３ｍ，３１１～３６９号斜拉索如图４（ａ）所示．（ａ....

本文编号：3912839