下承式系杆拱桥吊杆疲劳损伤研究

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1、分类号U448单位代码10618密级公开学号2120970057专业硕士学位论文下承式系杆拱桥吊杆疲劳损伤研究研究生姓名：吴坷导师姓名及职称：韩西(教授)申请专业学位类别工程硕士学位授予单位重庆交通大学论文提交日期2015年06月10日专业领域名称建筑与土木工程论文答辩日期2015年06月04日2015年06月04日ResearchonFatigueDamageofTiedArchBridgeSuspenderADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandi

2、date：WuKeSupervisor：Prof.HanXiChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性声明，，本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本丈的研究做出重要贡献的个人和集体，均白在文中臥明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：２０１５年〇

3、６巧〇日＾＊庆交通大学学位论文化权使用授权书本学位论义作者完全Ｉ解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论支的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阀。本人授权重庆交通大学可Ｗ将本学位论文的全部内容编入有关数据库进斤检索，可采用影印、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圈科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库），并进行信息服务（包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等），同时本人保留在其他媒体发表论

4、文的权利。学位论文作者签名：指导麵名：日期：２０巧年月日日期：２０巧年１７６月日本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系列数据库中全文发布，巧按《中国化秀博硕ｉ学位论文全文数据库出版章程》规定享关权益。学位论文作者签名：指导教师签名；Ｌ日撕：２０１５年口巧日日期：２０１５年月日（ｂ（摘要随着我国进入21世纪，在改革开放的推动下，我国基础设施建设有了突飞猛进的增长。伴随日益加剧的交通压力，我国高速公路上的桥梁都在满负荷运营，并且服役时间普遍高于2

5、7年。可想而知由车辆带来的疲劳损伤则成为了桥梁最大的安全隐患。钢管混凝土拱桥以其自重轻，跨越能力大，力学线条优美受到广大桥梁建设者的青睐。而拱桥吊杆作为桥梁结构的主要传力构件，其健康状况关系到整个桥梁的运营安全。因此，本文结合北京至昆明108国道线云南境内的一处下承式钢管混凝土拱桥为原型，利用通用有限元计算软件MIDAS/CIVIL，模拟分析该拱桥在车辆荷载作用下其典型吊杆的疲劳性能，并通过改变拱桥设计参数，提出改善拱桥吊杆疲劳设计参考意见。主要研究内容及结论如下：①运用MATLAB软件编程以实现服从对

6、数正态分布的随机车辆荷载谱模拟，将该荷载谱随机作用于桥面行车道上。基于1860级钢绞线的疲劳S—N曲线分析理论，再利用雨流计数法计算各个典型吊杆在疲劳荷载谱下的等效应力幅以及等效应力循环次数。并基于Miner线性损伤累积理论对该下承式系杆拱桥吊杆的疲劳寿命做出了评估，具备一定的工程参考价值。②通过改变拱桥的某些疲劳设计参数的情况下进行了共6种情况的吊杆疲劳性能对比。分析发现：1)布置更有利于吊杆的协同受力，能良好的改善吊杆疲劳性能，即使在某根吊杆断裂的情况下也不会导致整桥的垮塌；2)杆间距的对吊杆疲劳性

7、能的对比则要根据实际桥梁跨径确定，一般控制在4～10米。过大的吊杆间距对吊杆抗疲劳设计不利；3)工程造价，适当增大吊杆截面积对吊杆抗疲劳设计有利，尤其是边吊杆；4)刚度比过大对吊杆受力极为不利，不利于抗疲劳设计；5)比对吊杆的抗疲劳设计影响甚微，可根据实际情况做最佳调整；6)边吊杆离拱脚距离只对边吊杆的抗疲劳性能有利，而对其他吊杆的疲劳性能改善作用微小。关键词：钢管混凝土；荷载谱；雨流计数；Mont－Carlo；疲劳损伤IABSTRACTWithChina'sentryintothetwenty-fir

8、stCentury,inthepromotionofreformandopeningup,thenumberoftheinfrastructureconstructionissoaringup.Withtheincreasingtrafficpressureonthehighway,bridgesinChinaareinfullloadoperation,andtheservicetimeofmorethan27years.Onecanim