本文關鍵詞：濟南黃河公鐵兩用橋鋼拉桿錨固形式節(jié)點試驗與理論研究

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【摘要】：青太高速鐵路是煤運南通道的重要組成部分,屬于中國客運專線“四縱四橫”建設戰(zhàn)略中一橫。石濟客運專線是在青太高速鐵路中處于承上啟下的重要組成部分,其中濟南黃河公鐵兩用橋為石濟鐵路客運專線濟南段重點控制工程。濟南黃河公鐵兩用橋(128+3×180+128)m采用了剛性懸索加勁弦連續(xù)鋼桁梁的結構形式,這種結構在國內公鐵兩用橋上屬于首次應用。該橋首次設計和采用鋼拉桿錨固形式節(jié)點,即剛性懸索加勁弦及其吊桿采用整體節(jié)點的連接方式。整體節(jié)點連接具有施工方便,受力性能好等優(yōu)點。然而,目前國內缺乏對于該類節(jié)點的靜力和疲勞性能的試驗和理論研究。為確保濟黃黃河公鐵兩用橋剛性懸索加勁弦結構的運營安全,需要開展對鋼拉桿錨固形式節(jié)點的靜力性能和疲勞性能的試驗和理論研究。本文的研究將為濟南黃河公鐵兩用橋的設計優(yōu)化和安全施工提供科學依據(jù)。本文開展了如下研究工作：(1)為開展鋼拉桿錨固形式節(jié)點的靜力和疲勞試驗研究,提出了比例為1：1的足尺試驗模型的設計方案,研發(fā)了相適應的大型自平衡加載裝置,并針對此試驗設計了加載和測試方案。(2)開展了鋼拉桿錨固形式節(jié)點靜力試驗,研究了該節(jié)點在設計荷載下傳力路徑和應力分布。試驗結果表明,鋼拉桿錨固形式節(jié)點的靜力性能是安全可靠的。(3)開展了鋼拉桿錨固形式節(jié)點疲勞試驗和破斷試驗,研究了該節(jié)點在疲勞循環(huán)荷載下的破壞情況。試驗結果表明,鋼拉桿錨固形式節(jié)點在200萬次循環(huán)荷載后沒有損壞,依然具有3.62倍的安全系數(shù)。(4)開展了鋼拉桿錨固形式節(jié)點的靜力模擬,確定了有限元模型的材料本構關系模型,以及復雜的加載方式和邊界條件,比較了有限元計算結果和靜力試驗結果。結果表明,鋼拉桿錨固形式節(jié)點在設計荷載下的靜力性能是安全可靠的。(5)開展了鋼拉桿錨固形式節(jié)點的疲勞性能評估,分別應用了名義應力法和等效結構應力法對該節(jié)點的焊縫疲勞性能進行了評估,并用FE-SAFE軟件進行了疲勞壽命估算。結果表明,鋼拉桿錨固形式節(jié)點的抗疲勞設計是安全可靠的。
【關鍵詞】：鋼拉桿錨固 節(jié)點 靜力 疲勞 等效結構應力法
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U446
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第1章 緒論17-25
• 1.1 研究背景及意義17-20
• 1.2 鋼拉桿錨固形式節(jié)點20-21
• 1.3 鋼橋節(jié)點靜力試驗研究現(xiàn)狀21-22
• 1.4 鋼橋節(jié)點疲勞試驗研究現(xiàn)狀22-24
• 1.5 研究的主要內容24-25
• 第2章 焊接鋼結構疲勞性能及評估方法25-31
• 2.1 疲勞破壞的概念及破壞特征25
• 2.1.1 疲勞的概念25
• 2.1.2 疲勞破壞的特征25
• 2.2 S-N疲勞曲線25-26
• 2.3 疲勞壽命的評估方法26
• 2.4 名義應力法26-27
• 2.4.1 名義應力譜確定27
• 2.4.2 焊接接頭的S-N曲線確定27
• 2.4.3 疲勞計算27
• 2.5 等效結構應力法27-30
• 2.5.1 等效結構應力法的特點28
• 2.5.2 網格不敏感結構應力的計算方法28-30
• 2.5.3 等效結構應力轉化30
• 2.6 本章小結30-31
• 第3章 鋼拉桿錨固形式節(jié)點試驗的模型設計31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 試驗內容和試驗目的31
• 3.3 試驗模型設計與制作31-33
• 3.4 試驗加載系統(tǒng)33-36
• 3.5 試驗加載方案36
• 3.6 試驗測試方案36-39
• 3.7 材性試驗39-40
• 3.8 本章小結40-41
• 第4章 鋼拉桿錨固形式節(jié)點試驗的測試分析41-53
• 4.1 引言41
• 4.2 靜力試驗數(shù)據(jù)分析41-45
• 4.2.1 試驗過程41
• 4.2.2 加勁弦應變分析41-43
• 4.2.3 加勁弦與鋼拉桿連接區(qū)域應變分析43-45
• 4.2.4 靜載試驗鋼拉桿應變分析45
• 4.3 疲勞中靜載試驗結果分析45-48
• 4.3.1 試驗過程描述45-46
• 4.3.2 試驗結果分析46-48
• 4.4 破斷試驗結果分析48-52
• 4.4.1 試驗過程描述48-49
• 4.4.2 試驗結果分析49-52
• 4.5 本章小結52-53
• 第5章 鋼拉桿錨固形式節(jié)點靜力性能分析53-69
• 5.1 引言53
• 5.2 有限元分析模型53-57
• 5.2.1 基本假定54
• 5.2.2 材料的本構關系模型54-55
• 5.2.3 單元的選取和網格劃分55-56
• 5.2.4 加載方式、邊界條件和方程求解56-57
• 5.3 試驗應力分析方法57-58
• 5.4 試驗驗證58-60
• 5.4.1 應力結果比較58-59
• 5.4.2 位移59-60
• 5.5 靜力試驗應力應變分析60-67
• 5.5.1 試件整體應力分布60-64
• 5.5.2 節(jié)點核心區(qū)正應力分布64-66
• 5.5.3 節(jié)點核心區(qū)剪切應力分布66-67
• 5.6 本章小結67-69
• 第6章 鋼拉桿錨固形式節(jié)點疲勞性能分析69-86
• 6.1 引言69
• 6.2 建立帶焊縫細節(jié)的有限元模型69-70
• 6.3 基于名義分析法的疲勞性能評估70-71
• 6.3.1 名義應力法相關公式70
• 6.3.2 焊縫疲勞驗算70-71
• 6.4 FE-SAFE及其Verity模塊簡介71-72
• 6.5 基于等效結構應力的疲勞分析72-82
• 6.6 基于FE-SAFE軟件的疲勞安全性能評價82-85
• 6.6.1 基本設置82
• 6.6.2 疲勞壽命估算82-85
• 6.7 本章小結85-86
• 第7章 結論與建議86-88
• 7.1 本文的結論86
• 7.2 本文的建議86-88
• 參考文獻88-91
• 攻讀碩±學位期間的學術活動及成果情況91

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號：515794