车辆荷载作用下钢—混组合桥面系的疲劳性能研究

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1、学校代号10536学号12102020224分类号U443密级公开硕士学位论文车辆荷载作用下钢-混组合桥面系的疲劳性能研究学位申请人姓名李晓林所在学院土木与建筑学院指导教师刘扬教授学科专业土木工程研究方向桥梁结构疲劳耐久性研究论文提交日期2015年4月长沙理工大学学位论文原创性声明＇木人郑重声明；所里交的论文是本人在导师的指导Ｋ独立进行巧究所取得的研究成果。除了义中特别加ｙＡ标注引用的内容外，本论文不包含任何巧他个人或集体己经发衷或撰写的成巧作品。对本文的研究做化重要贡献的个人和集体，均ｄ在文中政明确方式标明。。本人完全意识到本声明的法律后果山本人承扭作者

2、签名Ｈ期部太年＾月？曰７Ｉ学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有义化留、使用学位论文的规定，同窓学巧保留并巧国家有关部ｎ或机构送交论文的狂印件和电子版，允许论文被逆閒和借阅。本人授化长沙理工大学可凶将本举僚论义的全部或部分内容编入有关数据陳、进行检棠，可从采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术倍息研究所将本论文收录到《中的学位论文全义数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文厲于１、保验口，在年解密后巧用本蛟权书。２、不保密囚。＂＂（靖在ｌ上相应方框内打Ｖ）ｌｉ；方作者签

3、名＼。期；＞月ｈ涕挪｜如Ｊ导师签名：才於日期；＞知月曰方学校代号：10536学号：12102020224密级：公开长沙理工大学硕士学位论文车辆荷载作用下钢-混组合桥面系的疲劳性能研究学位申请人姓名李晓林指导教师刘扬教授所在学院土木与建筑学院专业名称土木工程论文提交日期2015年4月论文答辩日期2015年5月答辩委员会主席杜运兴副教授ResearchonFatiguePerformanceoftheSteel-concreteCompositeBridgeDeckunderVehicleLoadingsByLiXiaolinB.E.(ChangshaUniversity

4、ofScience&Technology)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringinChangshaUniversityofScience&TechnologySupervisorProfessorLiuYangMay，2015摘要钢-混组合桥面系作为一种新类型结构已经在大跨度悬索桥中广泛应用，并且取得了良好的经济效益。随着运营时间、车流量和载重量的增加，服役期内桥梁的寿命急剧减少，钢-混组合桥面系在车

5、辆荷载反复作用下的疲劳问题日益突出。目前，我国关于钢-混组合桥面系的研究重点是静力方面，而关于疲劳性能方面的科研深度较浅，因此研究钢-混组合桥面系在车辆荷载反复作用条件下的疲劳性能意义重大。本文根据公路桥的实测交通调查数据，并结合有限元理论建模分析，进行钢-混组合桥面系的疲劳性能研究。具体研究内容有：（1）参考国内外相关文献，对钢-混组合结构疲劳的基本理论和计算方法进行了详细的介绍。通过比较各种方法的优劣和实际情况，选择Miner准则的S-N曲线分析方法来进行钢-混组合桥面系的疲劳损伤计算和寿命评估。（2）对江苏某公路大桥24h实测交通数据进行计算分析，将货车归纳分成常见的16类

6、车型，采用疲劳等效损伤原理和英国BS5400有关规范将16类车型总结为7类典型车，从而得到了该桥的模型车辆荷载谱；（3）以实际工程为背景建立了钢-混组合桥面系节段模型，基于有限元理论方法来研究其疲劳性能。在钢-混组合桥面系节段模型中分别加载7类典型车，利用ANSYS的瞬态动力分析功能得到钢-混组合桥面系（钢纵梁和桥面板）上关注点（受力最不利点）的应力-时程数据，进而计算其疲劳损伤和疲劳寿命。计算发现关注点①（受力最不利点）疲劳寿命比设计寿命（100年）低，表明车辆动荷载对钢-混组合桥面系的疲劳性能影响显著，所建立的模型车辆荷载谱由于来自实际交通调查，驶过该公路大桥的货车可能存在超

7、载现象。（4）分析计算了在BS5400标准疲劳车和AASHTO规定疲劳车作用下，钢-混组合桥面系模型中各关注点的疲劳损伤量。研究表明：钢-混组合桥面系模型中受力最不利点受的疲劳损伤远大于其他位置处，车辆的参数值（总重、轴重和轴距）的差异可能会造成疲劳损伤量的不同，进而导致钢-混组合桥面系结构疲劳寿命的差异。关键词：车辆荷载；钢-混组合桥面系；疲劳性能；荷载谱；S-N曲线IABSTRACTSteel-concretecompositebridgedeckwhichisanewtyp