重载交通作用下桥梁结构的疲劳损伤数值分析

《重载交通作用下桥梁结构的疲劳损伤数值分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TU378.2密级：UDC：624编号：201221602025河北工业大学硕士学位论文重载交通作用下桥梁结构的疲劳损伤数值分析论文作者：陈万学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：结构工程指导教师：窦远明职称：教授资助基金项目：河北省交通运输厅科技计划项目(Y-2012046)DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofStructureEngineeringNUMERICALANALYSISONFATIGU

2、EDAMAGEOFBRIDGECAUSEDBYHEAVYLOADTRAFFICbyChenWanSupervisor:Prof.DouYuanmingNovember2014ThisworksupportedbytheScienceandTechnologyProjectsofCommunicationsDepartmentofHebeiProvinceNo.Y-2012046.原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何

3、他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的

4、复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要我国是一个桥梁大国，桥梁结构的安全运营关系着国民经济健康、高质量的发展，近年来随着公路交通运输事业的快速发展，各地公路桥梁上运行的汽车载重均有了不同程度的增长。工程结构事故中，因疲劳损伤破坏而引发的事故占据着很大的比例，且结构的疲劳破坏在宏观上属于脆性破坏，在破坏之前没有明显的征兆。桥梁在昼夜不停的重载车辆往复行驶作用下必然会遭受到疲劳损伤，且车辆载重的增加会引起疲劳应力幅的增加，疲劳应力幅是影响结构疲劳寿命的一个

5、重要因素。因而对桥梁结构进行重载交通作用下的疲劳损伤分析有其必要性，对于我们实时掌握桥梁的安全运营状况有着重要的参考依据。本文围绕着重载交通对桥梁结构的疲劳损伤问题，开展了相关的研究工作。针对桥梁结构遭受疲劳破坏的工程事故以及重载交通运输现状做了介绍，收集整理了国内外关于桥梁疲劳性能的研究进展资料。研究总结了预应力钢筋混凝土桥梁疲劳破坏的机理和疲劳寿命分析的方法理论。根据实地交通调查的数据结果，进行统计分析，找出了随机车辆的分布规律，为了模拟桥梁上实际运营的车辆对桥梁产生的疲劳损伤，本文借助Matlab软件，结合

6、车辆的分布规律，编写了随机车流生成程序，通过参数化设置，可以生成符合不同需求的随机车流。根据线性疲劳累积损伤原理，建立了适用于调查路段桥梁的标准疲劳车模型。运用大型有限元分析软件，建立了16m预应力钢筋混凝土空心板梁的实体有限元模型，并用宏命令编写了随机车流加载程序JIAZAI，实现了将Matlab生成的随机车流加载到有限元模型上模拟随机车辆过桥。运用瞬态动力分析方法进行车辆过桥的加载求解，运用线性疲劳累积损伤理论，通过模拟各典型车辆在不同车间距以及不同过桥速度情况下的疲劳损伤，对比了车速以及车间距对桥梁疲劳损伤

7、的影响。将一般运营状态下和密集运营状态下的随机车流加载到有限元模型上，对比了两者的不同影响，分析对比了标准疲劳车作用与一般运营状态下的等效应力幅。关键词：重载交通；疲劳损伤；随机车流；疲劳车；应力幅IABSTRACTOurcountryisabigbridgecountry,thesafeoperationofthebridgestructurerelatedtothenationaleconomyhealthyandhigh-qualitydevelopment.Inrecentyears,withtherap

8、iddevelopmentofroadtransportundertakings,thetruckrunningonthecountryroadsandbridgeshadvaryingdegreesofgrowth.Inmanyengineeringstructuresincidents,causedbyfatiguedamageofmaterialoccupyalar