基于銹蝕損傷的組合鋼橋結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估及疲勞壽命預測.pdf

1、隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展，荷載等級的提高，大量修建于上世紀的橋梁由于設計荷載等級較低，急需采取必要技術(shù)措施進行改造和加固。由于鋼橋采用容許應力法設計，結(jié)構(gòu)承載潛力大，因此與采用極限狀態(tài)法設計的混凝土橋梁相比更具有加固改造價值。在對橋梁進行改造之前，必須準確的對在役橋梁進行評估，從而為橋梁的維修改造決策提供技術(shù)依據(jù)。 本文以廣州海珠橋安全性評估與加固改造為背景，系統(tǒng)的探討了在役組合鋼橋的承載能力綜合評估方法和疲勞壽命評估方法。論文跟

2、蹤橋梁體系加固過程，根據(jù)橋梁局部桿件材料試驗及加固施工過程確定結(jié)構(gòu)材料參數(shù)及力學參數(shù)，采用有限元方法對橋梁加固前、加固中、加固后各階段的靜動力特性進行了詳細跟蹤分析，提出和總結(jié)了損傷鋼桁架橋體系加固方法和承載力綜合評估方法。依據(jù)大氣網(wǎng)站試驗資料并結(jié)合實橋檢測結(jié)果，首次提出和建立了鋼橋的一般銹蝕模型和局部銹蝕模型，明確了結(jié)構(gòu)銹蝕狀態(tài)與時間的關系，建立反映地區(qū)環(huán)境特點的舊鋼橋銹蝕模型并提出鋼橋銹蝕評估方法。首次提出了舊鋼橋恒載應力狀態(tài)評估的

3、應力釋放法，通過對鋼橋局部構(gòu)件恒載應力的測試和分析，對橋梁的承載能力進行了準確的評估?；阡P蝕損傷分級，進行了組合鋼橋極限承載力分析和評價。采用通用程序按照三跨索桁組合結(jié)構(gòu)進行建模，采用城市荷載對結(jié)構(gòu)進行加載，考慮材料與幾何非線性效應，對橋梁進行了靜力非線性屈曲分析，得到了結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)模態(tài)、穩(wěn)定安全系數(shù)、構(gòu)件失穩(wěn)破壞序列及破壞方式，給橋梁的維修養(yǎng)護提供了重要的參考資料。承載能力綜合評估結(jié)果表明，橋梁經(jīng)過體系加固后，由三跨簡支桁架轉(zhuǎn)變?yōu)槿?/p>

4、索桁組合連續(xù)鋼桁架，結(jié)構(gòu)靜動力特性明顯好轉(zhuǎn)，消除了結(jié)構(gòu)較大的殘余變形，恒載應力狀態(tài)明顯改善，橋梁的承載能力得到有效提高。 鑒于鋼橋疲勞現(xiàn)象比較突出，本文根據(jù)實橋交通量調(diào)查資料，確定了現(xiàn)有汽車荷載參數(shù)的概率模型和荷載譜模擬的隨機變量，根據(jù)橋梁運營歷史，按照解放前、加固前與加固后將交通歷史分為三個階段，分別建立了相應的交通荷載特征參數(shù)和結(jié)構(gòu)計算模型；以ASSHTO規(guī)范疲勞細節(jié)D級(71MPa)作為鉚接構(gòu)件的疲勞強度S-N曲線，采用M