大跨徑懸索加勁鋼桁梁橋典型節(jié)點(diǎn)疲勞性能分析研究.pdf

1、隨著公軌兩用鋼桁梁橋的快速發(fā)展，整體節(jié)點(diǎn)的疲勞性能對(duì)整座橋梁的安全和壽命越來越關(guān)鍵。整體節(jié)點(diǎn)處匯交桿件多，受力較大，焊縫密集且構(gòu)造復(fù)雜，疲勞問題突出。本文以重慶曾家?guī)r嘉陵江大橋?yàn)楣こ瘫尘埃捎美碚摲治龅氖侄螌?duì)大跨徑懸索加勁鋼桁梁橋典型節(jié)點(diǎn)的疲勞性能進(jìn)行了研究，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)有試驗(yàn)條件合理設(shè)計(jì)了整體節(jié)點(diǎn)縮尺模型及試驗(yàn)方案。
　　首先，本文介紹了疲勞分析基礎(chǔ)理論，闡述了變幅循環(huán)荷載與常幅循環(huán)荷載的等效轉(zhuǎn)換方法和泄水計(jì)數(shù)法的計(jì)數(shù)規(guī)則等。根據(jù)

2、《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D64-2015)、《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ37-2012)等相關(guān)規(guī)范，結(jié)合《重慶曾家?guī)r嘉陵江大橋施工圖設(shè)計(jì)說明》，制定出公軌兩用橋梁的疲勞荷載譜，并通過對(duì)渝澳大橋和軌道交通3號(hào)線牛角沱站的交通狀況實(shí)地調(diào)研，驗(yàn)證了荷載譜制定過程中所取上層公路日通行交通量、地鐵標(biāo)準(zhǔn)疲勞車軸重等參數(shù)是合理的。
　　其次，以曾家?guī)r大橋?yàn)楣こ瘫尘埃捎糜邢拊浖﨧idas/Civil建立了全橋空間有限元模型，進(jìn)

3、行標(biāo)準(zhǔn)疲勞車加載下的移動(dòng)荷載分析，按照桿件應(yīng)力幅最大原則，確定出全橋最不利節(jié)點(diǎn)B3節(jié)點(diǎn)，即典型節(jié)點(diǎn)。按照《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D64-2015)和《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10091-2017)以及國外規(guī)范對(duì)公路和軌道交通疲勞荷載作用下，節(jié)點(diǎn)板與桿件高強(qiáng)度螺栓連接部位進(jìn)行了疲勞檢算，檢算結(jié)果表明典型節(jié)點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)板與桿件高強(qiáng)度螺栓連接滿足規(guī)范要求。使用泄水計(jì)數(shù)法對(duì)B3節(jié)點(diǎn)處主桁桿件軸力歷程例進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)處理，基于Miner

4、線性損傷累計(jì)理論，確定出疲勞試驗(yàn)的等效軸力幅。
　　最后，在節(jié)點(diǎn)疲勞試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)階段，初選了單節(jié)點(diǎn)和雙節(jié)點(diǎn)兩個(gè)模型方案進(jìn)行比選，羅列出兩種方案各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并考慮試驗(yàn)條件的限制，選擇單節(jié)點(diǎn)方案作為疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?。依?jù)相似原理對(duì)1∶2.5大比例尺節(jié)點(diǎn)縮尺試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行了合理的設(shè)計(jì)，對(duì)除試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)以外的易損位置進(jìn)行了局部加強(qiáng)。采用數(shù)值模擬的方式對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行疲勞分析，使用有限元軟件Midas/FEA建立試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的精細(xì)化板單元模型并模擬