钢管混凝土系杆拱桥复合式吊杆疲劳性能研究

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1、分类号：U44，U4510710-2013221008专业硕士学位论文钢管混凝土系杆拱桥复合式吊杆疲劳性能研究虎洁琼导师姓名职称徐岳教授尚鑫高级工程师专业学位类别申请学位类别硕士建筑与土木工程及领域名称论文提交日期2015年4月15日论文答辩日期2015年5月31日学位授予单位长安大学CompositeHangerFatiguePropertyofConcrete-filledSteelTubularTiedArchBridgeAThesisSubmittedfortheDegreeofMast

2、erCandidate:HuJieqiongSupervisor:Prof.XuYueSnEngr.ShangXinChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已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，均已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：本作碎、^丨？年（月J日论文知

3、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，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：/I作0、加K年6月K日导师签名：考沭心年6月6日摘要本文通过对公路桥梁车辆荷载调查与统计方法的归纳分析，基于蒙特卡罗法构建了数值模拟形式的疲劳荷载谱，采用不同的疲劳荷载谱对钢管混凝土系杆拱桥吊杆的疲劳性能研究，并结合实

4、桥工程复合式吊杆的构造特征，分析成品索和钢套管吊杆的应力幅变化规律以及相应的疲劳特性，为复合式吊杆的设计与使用维护提供技术指导。主要研究内容如下：（1）基于对数理统计基本理论的归纳分析，明确对车辆荷载调查数据的统计方法；在对疲劳概念、疲劳分类、疲劳破坏机理与疲劳荷载模型、疲劳分析理论等归纳分析的基础上，推荐传统疲劳分析法作为实桥工程复合式吊杆疲劳性能研究的基本方法，为本文的研究提供理论指导。（2）基于数理统计的基本理论，对借用的车辆荷载调查数据统计分析，确定疲劳车辆荷载相关要素（车流量、车重、车

5、间距、轴重与轴距分配比例）的分布类型与统计参数。基于蒙特卡罗法的基本思想，生成一般运行状态下随机车流形式的车辆疲劳荷载谱，为公路钢桥抗疲劳设计分析提供荷载模式。（3）采用MATLAB软件编制基于蒙特卡罗法的随机车流模拟程序、基于随机车流影响线加载的应力历程计算程序和基于雨流计数法的应力幅统计程序，为复合式吊杆疲劳性能的分析与计算提供技术支持。（4）以实桥工程为依托，选取车辆疲劳荷载谱形成随机车流，对典型吊杆的应力影响线加载，计算得到成品索和钢套管吊杆的应力幅概率分布；基于线性疲劳累积损伤理论，通

6、过推荐成品索和钢套管吊杆的疲劳强度S-N曲线，计算了典型吊杆的疲劳累积损伤度，探讨了钢管混凝土系杆拱桥复合式吊杆的疲劳破坏规律。关键词：钢管混凝土系杆拱桥，复合式吊杆，车辆荷载，随机车流，疲劳性能IAbstractBasedonthehighwaybridgetrafficloadsurveyandstatisticalmethodsofinductiveanalysis,thispaperbuildsfatigueloadspectruminformofnumericalsimulationu

7、singtheMonteCarlomethodandmakesacomparativestudyonthefatigueanalysisofhangerbyadoptingtwodifferentfatigueloadspectrums.What’smore,stressamplituderuleandcorrespondingfatiguepropertiesofhangerarecalculatedwiththeconsiderationofcharacteristicsofcomposit

8、ehanger,whichprovidestechnicalguidanceforthedesignandmaintenanceofcompositehanger.Themaincontentsofthepaperareasfollows:1.Basedontheinductiveanalysisofthebasictheoryofprobabilityandstatistics,themethodofstatisticalanalysisontherelevantmeasureddataofv