基于现场实测的斜拉桥钢锚箱构造细节疲劳性能研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ru64740389
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
大跨度钢箱梁斜拉桥的索梁锚固结构是最重要的传力结构之一,以传力巨大、焊缝繁多且复杂以及应力集中明显等特点,其疲劳性能一直广受关注。本文以某长江大桥索梁锚固区的钢锚箱为研究对象,进行随机车流下的构造细节现场应力监测、全桥结构分析和疲劳索力幅作用下的钢锚箱局部有限元分析,分别基于名义应力法和热点应力法评估了钢锚箱的疲劳性能。主要工作如下:
  (1)开展了全桥结构分析,基于索力值和索力幅值确定南塔跨中尾索JS26号拉索对应的钢锚箱本文为研究对象。根据全桥模型提取车道影响线,结合国内外规范和相关文献计算确定本研究所使用的疲劳索力幅。
  (2)开展了疲劳索力幅作用下钢锚箱结构局部有限元分析,获得了锚箱主要板件的应力幅分布特征以及主焊缝的受力特征,总结了主要板件的应力幅值大小和应力集中位置。结果显示,锚箱结构应力最为集中的三个区域为锚箱的顶板、底板与外腹板连接焊缝的上端部区域,以及承压板与外腹板连接焊缝的外侧区域,前两者以剪压应力为主要受力特征,后者以弯拉应力为主要受力特征。
  (3)参考有限元分析结果,开展了桥面随机车流下应力监测,获得了主要细节处的应力应变和应力谱,分析了主要连接焊缝处构造细节的应力时程特点,其应力时程表现出主体结构受力特点,一辆货车仅产生一个应力循环。结合国内外规范开展了疲劳寿命计算,结果表明,采用美国规范,底板上端部围焊处不满足设计寿命要求,其余位置处疲劳细节均满足设计寿命;基于英国规范和欧洲规范,所有测试位置均满足设计寿命要求,因此,美国规范获得的评价结果最为保守。
  (4)基于热点应力法对钢锚箱三个应力集中区域进行分析,根据受力特征总结了压、剪、拉三类细节,研究了网格尺寸、单元类型、主板件单元层数和外推方式四个因素对热点应力的影响,并开展了疲劳寿命分析。结果显示,四种参数均对三类构造细节的热点应力有不同程度的影响,其中单元类型和主板件单元层数影响较小,而网格尺寸和外推方式对热点值影响较大;最后,基于不同外推方法开展了疲劳评价,表明三类构造细节均满足设计寿命要求。
其他文献
预制装配整体式混凝土结构(又称叠合结构)因其兼具现浇整体式和预制装配式两种结构的优点而在实际工程中得到广泛应用,而叠合厚板在预制装配整体式混凝土结构中也较为常见,如装配整体式混凝土综合管廊、地下通道等地下箱型结构的板件经常出现叠合厚板。对于这类厚板结构,存在斜截面剪切破坏控制设计的可能,但目前对叠合梁抗剪性能研究较多,而对叠合厚板抗剪性能的研究还很欠缺,因此,有必要对叠合板斜截面抗剪性能进行研究。
随着悬索桥主跨的不断增大,其吊索长度不断增长。大跨度悬索桥吊索自重轻、柔度大、阻尼低,极易在多种激励下发生各种类型的振动。近年来国内外多座主跨超过1500米的悬索桥吊索观测到大幅振动,由于对其机理缺乏充分认识,难以及时提出有针对性的振动控制措施,严重影响吊索甚至全桥的安全。我国西堠门大桥吊索观测资料表明:吊索索股间气动干扰引发的尾流致振是吊索发生大幅振动的重要原因。为此,本文从理论分析、风洞试验以
学位
矩形柱绕流是流体力学领域重要的流体问题,广泛存在于工程实际中。研究矩形柱绕流的涡旋形态和力学性能对设计矩形截面结构具有重要的指导意义。然而,虽然针对无限流域中的矩形柱绕流已有广泛研究,但是,针对靠近自由水面的矩形柱绕流的研究较少。特别的,水深比(d/l)和宽长比(w/l)对近水面矩形柱绕流的影响、涡旋形态分类和雷诺数(Re)的影响等问题尚未得到解决。  本文采用基于雷诺平均的纳维尔-斯托克斯(Re
城市发展使基坑工程施工环境越发复杂,场地使用限制愈加严苛,采用桩(墙)+内支撑支护的非对称基坑越发常见。非对称基坑主要包括:基坑非对称加载和基坑非对称开挖。目前,针对非对称基坑支护结构的理论研究较少,采用传统计算理论进行受力变形计算,不能考虑两侧支护结构的相互影响,使计算结果与实际工程的受力变形存在差异。因此,需要研究桩(墙)+内支撑支护的非对称基坑支护结构计算方法,以及基坑土体与支护结构受力变形
随着我国地铁行业的迅速发展,规划总里程未来可达13385km,相应年耗电将达到400亿度,约占全国总电耗的5%以上。因此,地铁方面的节能减排势在必行,而通风空调系统在地铁总能耗中占比很大。小系统由设备用房和设备管理用房组成,设备用房属于发热量大的高热密度场所,传统通风空调系统中采用一次回风系统排出热量,风机能耗大,且末端房间的风量、冷量难以动态调节,因此存在优化和改进的空间。针对这些问题,本文以小
学位
地板辐射采暖或供冷系统因具有舒适性高和节能性好的优点得到广泛采用,其和相变蓄能技术耦合后可以利用相变材料夜间储能白天放能的特点将谷价电能转移至峰值时期进行使用,从而进一步满足“削峰填谷”的需求。现有相变地板辐射系统的研究相对较多,但主要是针对冬季或夏季单一季节供热或供冷需求,尽管有研究提出一种高低温相变材料双层垂直布置的冬夏一体化辐射地板系统,该系统仍存在高低温相变材料之间热干扰显著、系统响应时间
药品和个人护理品(PPCPs)作为水环境中的一种新兴污染物,近年来受到越来越多的关注。PPCPs在水体环境中广泛具备较强的持久性、生物积累性和较为严重的生态毒性,直接或间接危害到生态环境和人类健康。传统的水处理工艺对PPCPs的去除能力有限,甚至对有些新兴污染物几乎没有去除效果。电-Fenton(EF)法是一种将电解反应和Fenton反应相结合的高级氧化法,它能够利用产生的羟基自由基(?OH)等强
学位
消毒是自来水厂必不可少的工艺,其中氯消毒产生的消毒副产物(DBPs)对人体健康存在一定危害。水中的天然有机物及人工合成有机物是消毒副产物的主要前体物,此外,由于海水入侵和咸潮等原因,自来水厂原水中存在一定浓度的溴、碘离子,它们与有机物及消毒剂共同作用,生成致癌风险比氯代消毒副产物更高的溴代和碘代消毒副产物,对饮用水安全提出了新的挑战。  为了准确掌握中山市西江流域水源水质情况及消毒副产物生成势(F
在桥梁、海洋等桩基的施工与服役过程中,桩基除承受轴向荷载外,往往还承受风荷载、汽车制动力、波浪冲刷、地震作用等水平作用。而在横向荷载的作用下,基桩会发生一定的水平位移与弯矩,而此时作用轴向荷载会使得桩体出现一定的压曲与附加弯矩,以致倾斜荷载作用下的单桩受力变形与单独作用水平荷载或轴向荷载的单桩存在较大的区别。因此倾斜荷载作用下的基桩受力特性研究非常重要。本文基于能量法,对成层地基中倾斜受荷基桩受力
学位
本文提出了改善超高性能混凝土(UHPC)抗拉性能的措施,一方面通过磷酸锌改性钢纤维表面来改善纤维-基体界面粘接性能,另一方面通过纤维定向来实现纤维取向的定向化,并进一步提升UHPC特定方向的抗拉性能。为了观测上述纤维处理的效果,本文采用图像分析以及扫描电镜-能谱分析。同时,本文通过抗折试验、直拉试验研究了上述两种纤维处理对(配筋)UHPC抗拉性能的影响,另一方面也研究了不同配筋率、钢丝网对配筋UH