桥梁伸缩装置疲劳破坏分析及寿命估算

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1、摘要随着我国公路交通量和重载车辆的增多，公路桥梁伸缩装置在车辆荷载的反复作用下破损失效而引起的行车不舒适、桥梁结构损伤等问题也就相继暴露了出来。很多现象表明疲劳破坏是桥梁伸缩装置病害的主要原因之一。分析公路桥梁伸缩装置的疲劳破坏原因，做出相应的养护对策，这对改善行车条件、保证桥梁结构的安全及耐久性、促进桥梁养护工作科学性、规范化以及节省公路养护投资具有重要的意义。因此有必要通过实验及理论研究等工作，对公路桥梁伸缩装置进行疲劳破坏机理分析和疲劳寿命估算。本文在现场调研的基础上，以板式橡胶伸缩装置为例，从以下三个方面进行了研究：(1)基于河南省桥梁伸缩装置的现场调查分析

2、和我国桥梁伸缩装置的使用现状，得出疲劳破坏是桥梁伸缩装置病害的主要原因之一。(2)建立板式橡胶伸缩装置的三维有限元模型并施加符合实际工作状况的载荷与位移边界条件。结合有限元模型和Miner线性疲劳累积损伤理论对板式橡胶伸缩装置受行驶车辆动荷载作用所产生的应力历程及使该伸缩装置形成的疲劳累积损伤进行了分析，并同时进行疲劳寿命估算。(3)桥梁伸缩装置疲劳寿命要受到各种因素的影响。本文还以这些因素为参数，研究各种有限元模型参数的变化对伸缩装置疲劳寿命的影响，为今后的桥梁伸缩装置的设计与养护提供参考。关键词：桥梁伸缩装置疲劳疲劳损伤疲劳寿命三维有限元模型应力谱Abstrac

3、tInrecentyears，withtheincreaseoftrafficvolumeinourcountry,thefailureofhighwaybridgeexpansiondeviceunderrepeatingtrafficloadleadtodrivinguncomfortablyandthedamageofbridgestructure．Itisveryimportanttoanalyzeitsfatiguefailureofbridgeexpansiondeviceandprovidemethodabouthiighwaymaintenancef

4、orimprovingdrivingcondition，assuringthesafetyanddurabilityofbridgestructure，enhancingbridgemaintenanceefficientlyandsavingmoneyusedbymaintenanceofhighway．Therefore，itisnecessarytoanalyzethemechanismofthefatiguedamageofbridgeexpansiondeviceandestimateitsfatiguelifebytheoriesandexperimen

5、t．Onthebasisoftheinvestigationandanalysis，takingplaterubberexpansiondeviceasanexample，thispaperwillmakearesearchfromthreeaspectsasfollowing：1．OnthebasisoftheinvestigationandanalysisofthebridgeexpansiondeviceinHeNanProvinceandbehaviorinserviceofthebridgeexpansiondeviceinourcountry．Thisp

6、aperdrawsaconclusionthatoneofthemainreasonsofthedevicewearingarefatiguedamage．2．Makethethree-dimensionalfmiteelementmodelaboutplaterubberexpansiondevice．Andthenthemodelsareappliedserviceableloadanddisplacement．Thispaperanalysesthedynamicsresponsesofhi曲waybridgeexpansiondeviceunderdrivi

7、ngvehiclesaction，itshistoryofstressesthatmakeplaterubberexpansiondevicefatiguedamagecumulationbythemechanicsmodelofthedeviceanddamagecumulationanalysis．Inaddition，thefatiguelifeofthebridgeexpansiondeviceisestimated．3．Thefatiguelifeofthebridgeexpansiondeviceareinfluencedbymanyfactors．