中小跨径组合桥梁全寿命评价与疲劳研究.pdf

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1、分类号:U4410710-2015121077硕士学位论文中小跨径组合桥梁全寿命评价与疲劳研究武彦池导师姓名职称黄平明教授韩万水教授申请学位级别硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月7日学位授予单位长安大学LifecycleevaluationandfatiguestudyofsmallandmediumspancompositebridgesADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WuYanchiSupervisor：Prof.Hua

2、ngPingmingProf.HanWanshuiChang’anUniversity,Xi’an,China摘要随着中国钢铁产量连续17年保持世界第一以及一带一路政策的稳步实施，桥梁工程师们要求更多地采用钢材为桥梁主材，以钢混组合梁和钢主梁为推荐形式。当前我国在组合结构桥梁标准化建设方面的研究及应用方面相对滞后，而且由于基础理论的滞后和缺乏相应的规范，即使选取组合结构作为推荐方案，也有可能导致经济成本高于正常混凝土结构桥梁，丧失了组合结构的经济优势。因此有必要对钢-混凝土组合梁桥进行标准化设计，并使之具有良好经济性，同时对其静动力特性和结构的疲劳

3、寿命进行研究，以期为研究单位和管理单位提供具有现实意义的成果。本文围绕中小跨径钢混组合结构桥梁的经济性和疲劳寿命问题展开研究工作，主要研究工作如下：1、研究并归纳总结了山区常见中小跨径组合结构桥梁的构造，同时根据介绍的ABC桥梁建设方法，通过有限元分析软件得到了适用于山区中小跨径钢混组合结构桥梁的标准化设计方案。2、采用全寿命周期理念，将隐性经济成本同建设期、运营期和拆除回收成本同时计算，结合工业化评价公式和帕莱托寿命曲线提出了山区中小跨径桥梁经济性评价公式，并对研究得到的标准化结构进行经济性评价得到最适合的结构形式。3、对实测的交通荷载数据进行数

4、据处理，并运用四阶段法进行交通量增长的估算，然后对用蒙特卡洛法生成的随机车流样本进行车型、车重、车速等参数的分析，最后考虑车桥耦合关系的条件下，进行车桥耦合下的结构疲劳应力求解计算。4、对推荐的标准化结构进行有限元建模，进行线性静动力分析，然后进行随机车流荷载加载得到其应力历程，接着通过雨流计数法得到应力幅谱，再分别根据传统的S-N曲线和修正得到的S-N曲线和疲劳损伤准则计算桥梁疲劳寿命。关键词：中小跨径钢混组合结构；山区桥梁；快速建造；全寿命周期；交通量预测；车桥耦合；S-N曲线；疲劳寿命；随机车流IAbstractBecauseChineses

5、teelproductionhasmaintainedastheworld'sfirstforthepast17yearsandTheBeltandRoadpolicyhasbeenimplemted,bridgesneedtousesteelasthemainmaterial.Atpresent,Chinaislaggingbehindintheresearchandapplicationofthestandardizedconstructionofthecompositestructurebridge,andbecauseofthelagoft

6、hebasictheoryandthelackofthecorrespondingstandard,evenifthecombinationstructureisselectedastherecommendedscheme,theeconomiccostislikelytobehigherthanthenormalconcretestructurebridge,andtheeconomicadvantageofthecompositestructureislost.Therefore,itisnecessarytomakeastandardized

7、designforthesteel-concretecompositebridge,andmakeithaveagoodeconomy.Atthesametime,thestaticanddynamiccharacteristicsandthefatiguelifeofthestructurearestudiedinordertoprovidepracticalresultsfortheresearchunitsandmanagementunits.Thispaperfocusesontheeconomicandfatiguelifeofsmall

8、-and-mediumspansteelreinforcedcompositestructurebridges.Thema