本文選題：車輛荷載 + 鋼-混組合橋面系　； 參考：《長沙理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：鋼-混組合橋面系作為一種新類型結(jié)構(gòu)已經(jīng)在大跨度懸索橋中廣泛應(yīng)用,并且取得了良好的經(jīng)濟效益。隨著運營時間、車流量和載重量的增加,服役期內(nèi)橋梁的壽命急劇減少,鋼-混組合橋面系在車輛荷載反復(fù)作用下的疲勞問題日益突出。目前,我國關(guān)于鋼-混組合橋面系的研究重點是靜力方面,而關(guān)于疲勞性能方面的科研深度較淺,因此研究鋼-混組合橋面系在車輛荷載反復(fù)作用條件下的疲勞性能意義重大。本文根據(jù)公路橋的實測交通調(diào)查數(shù)據(jù),并結(jié)合有限元理論建模分析,進行鋼-混組合橋面系的疲勞性能研究。具體研究內(nèi)容有:(1)參考國內(nèi)外相關(guān)文獻,對鋼-混組合結(jié)構(gòu)疲勞的基本理論和計算方法進行了詳細的介紹。通過比較各種方法的優(yōu)劣和實際情況,選擇Miner準則的S-N曲線分析方法來進行鋼-混組合橋面系的疲勞損傷計算和壽命評估。(2)對江蘇某公路大橋24h實測交通數(shù)據(jù)進行計算分析,將貨車歸納分成常見的16類車型,采用疲勞等效損傷原理和英國BS5400有關(guān)規(guī)范將16類車型總結(jié)為7類典型車,從而得到了該橋的模型車輛荷載譜;(3)以實際工程為背景建立了鋼-混組合橋面系節(jié)段模型,基于有限元理論方法來研究其疲勞性能。在鋼-混組合橋面系節(jié)段模型中分別加載7類典型車,利用ANSYS的瞬態(tài)動力分析功能得到鋼-混組合橋面系(鋼縱梁和橋面板)上關(guān)注點(受力最不利點)的應(yīng)力-時程數(shù)據(jù),進而計算其疲勞損傷和疲勞壽命。計算發(fā)現(xiàn)關(guān)注點(1)(受力最不利點)疲勞壽命比設(shè)計壽命(100年)低,表明車輛動荷載對鋼-混組合橋面系的疲勞性能影響顯著,所建立的模型車輛荷載譜由于來自實際交通調(diào)查,駛過該公路大橋的貨車可能存在超載現(xiàn)象。(4)分析計算了在BS5400標準疲勞車和AASHTO規(guī)定疲勞車作用下,鋼-混組合橋面系模型中各關(guān)注點的疲勞損傷量。研究表明:鋼-混組合橋面系模型中受力最不利點受的疲勞損傷遠大于其他位置處,車輛的參數(shù)值(總重、軸重和軸距)的差異可能會造成疲勞損傷量的不同,進而導(dǎo)致鋼-混組合橋面系結(jié)構(gòu)疲勞壽命的差異。
[Abstract]:As a new type of structure, steel-concrete composite deck system has been widely used in long-span suspension bridges, and good economic benefits have been obtained. With the increase of service time, vehicle flow and load, the service life of bridges decreases sharply, and the fatigue problem of steel-concrete composite deck is becoming more and more serious under the repeated loads of vehicles. At present, the research on steel-concrete composite deck system in China is focused on static force, but the research depth on fatigue performance is relatively shallow, so it is of great significance to study the fatigue performance of steel-concrete composite deck system under the condition of repeated vehicle loads. In this paper, the fatigue behavior of steel-concrete composite deck system is studied based on the traffic survey data of highway bridge and finite element modeling. The basic theory and calculation method of fatigue of steel-concrete composite structures are introduced in detail with reference to relevant literatures at home and abroad. By comparing the advantages and disadvantages of various methods and the actual situation, the S-N curve analysis method of Miner criterion is selected to calculate the fatigue damage of steel-concrete composite deck system and to evaluate the fatigue life of the bridge deck system. The 24 h traffic data of a highway bridge in Jiangsu Province are calculated and analyzed. The freight car is divided into 16 kinds of cars, and the fatigue equivalent damage principle and BS5400 code are used to summarize the 16 types of vehicles into 7 types of typical vehicles. Thus, the model vehicle load spectrum of the bridge is obtained. Based on the actual engineering background, the section model of steel-concrete composite deck system is established, and its fatigue performance is studied based on the finite element theory method. Seven types of typical vehicles were loaded into the segmental model of steel-hybrid composite deck system respectively. Using the transient dynamic analysis function of ANSYS, the stress-time history data of the focus point (the most disadvantageous point of force) on the steel-hybrid composite deck system (steel longitudinal beam and deck slab) were obtained. Then the fatigue damage and fatigue life are calculated. It is found that the fatigue life of the most unfavorable point of concern is lower than that of the design life (100 years), which indicates that the dynamic load of the vehicle has a significant effect on the fatigue performance of the steel-concrete composite bridge deck system, and the model vehicle load spectrum is derived from the actual traffic investigation. Under the action of BS5400 standard fatigue vehicle and AASHTO prescribed fatigue vehicle, the fatigue damage amount of each concern point in the steel-mixed composite bridge deck system model is calculated. The results show that the fatigue damage at the most unfavorable point in the steel-concrete composite deck system model is much greater than that at other locations, and the difference of vehicle parameter values (total weight, axle load and wheelbase) may lead to different fatigue damage. Thus, the fatigue life of steel-concrete composite deck structure is different.
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U441.4

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本文編號：1955836