车辆荷载作用下波纹钢腹板箱梁疲劳性能分析

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1、分类号:U44；U4510710-2012121088硕士学位论文车辆荷载作用下波纹钢腹板箱梁疲劳性能分析李幸杰导师姓名职称黄安录副教授申请学位类别硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2015年4月15日论文答辩日期2015年5月30日学位授予单位长安大学StudyontheFatiguePerformanceofBoxGirderwithCorrugatedSteelWebsunderVehicleLoadingAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiXingjieSupervisor：Prof.HuangAnl

2、uChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声_本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除论文中己经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名:年5"月J日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，

3、署名单位仍然为长安大学。(涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名:年（月j日摘要当今桥梁向大跨径发展的趋势十分明显，而波纹钢腹板梁由于能显著减轻桥梁上部结构的重量，完美解决PC箱梁混凝土腹板开裂的问题，增强了桥梁的跨越能力，因此在出现的几十年间得到了快速的发展。由于桥梁不断受到车辆荷载、风荷载等活荷载的作用，交通量不断增大，屡禁不绝的货车客车超载现象，以及不断增大的桥梁跨径等因素，都会增加波纹钢腹板组合箱梁桥在运营期内发生疲劳破坏的可能性。因此有必要对在车辆荷载作用下的波纹钢腹板组合箱梁的疲劳性能进行研究。论文通过参考各国学者对波纹钢腹板钢梁、组合梁的相关理论分析及疲劳试

4、验结果，结合国内外钢桥及组合梁桥规范对结构抗疲劳验算的相关规定，选取了合适的疲劳车、交通量及疲劳构造细节等级，运用有限元分析软件对邢台紫金波纹钢腹板组合箱梁桥运营期内的疲劳损伤及寿命进行了评估：桥梁120年的运营期内，在英国规范标准疲劳车、参考文献中推荐的标准疲劳车、中国公路规范550kN重车分别作用下，各构造细节的累积疲劳损伤度D值都远远小于1，认为桥梁在运营期不会发生疲劳破坏，具有无限长疲劳寿命。论文通过参考波纹钢腹板实桥的跨中横截面形式及波纹形状，采用有限元分析软件建立了简支波纹钢腹板箱梁桥实体模型。通过改变腹板波纹的几何参数，例如腹板的倾斜角度、型号、高度等，研究几何

5、参数变化对其疲劳性能的影响，最后提出了改善其疲劳性能的方法。研究发现波纹钢腹板倾斜角度及腹板厚度对其疲劳性能的影响最大，疲劳性能随波纹钢腹板倾斜角度的增大而降低，随腹板厚度的增大而提高。腹板的高度对疲劳性能有一定的影响，采用不同的波纹钢腹板型号对其疲劳性能的影响不显著。关键词：波纹钢腹板，S-N曲线，累积疲劳损伤，疲劳寿命，几何参数分析iAbstractThetendencyofthedevelopmentofthelong-spanbridgeisveryconspicuousinrecentyears,corrugatedsteelwebsgirderhasdevelop

6、edrapidlyfordecadesbecausethatitcanreducetheweightofthebridgesuperstructure,perfectlysolvestheproblemofthePCboxgirderconcretewebscrack,significantlyenhancethecapacityofthebridgespan.Bridgeisconstantlyinfluencedbysuchfactorsasvehicleload,windloadandotherliveloads,theincreasingofcartrafficvol

7、ume,thephenomenonoftruckorbusoverloaddespiterepeatedprohibitions,aswellasincreasingbridgespans,whichcanincreasethepossibilityoffatiguedamageofcompositeboxgirderbridgewithcorrugatedsteelwebsduringtheoperatingperiod.Accordingly,itisnecessarytoconductresear