鉚接桁架橋剩余使用壽命分析與評(píng)估.pdf

1、現(xiàn)在世界各地還存有大量建于20世紀(jì)初的鉚接鋼桁架橋,疲勞已成為控制其使用壽命的主要因素,因而它們的疲勞使用壽命問(wèn)題得到了工程界的極大關(guān)注,但中國(guó)這方面的研究開展的較晚,只有少數(shù)學(xué)者做過(guò)為數(shù)不多的幾座此類的實(shí)橋評(píng)估,針對(duì)中國(guó)目前的研究現(xiàn)狀,該文系統(tǒng)地探討了鉚接桁架橋的疲勞使用壽命評(píng)估問(wèn)題,主要工作內(nèi)容有:(1)對(duì)公路、鐵路橋梁疲勞荷載特征進(jìn)行了研究.由于公路橋梁受載歷史較為復(fù)雜,一般很難得到其真實(shí)的受載歷史,用現(xiàn)在的疲勞荷載代替會(huì)得到較為

2、安全的結(jié)果.而鐵路橋梁疲勞荷載規(guī)律性比較明顯,主要體現(xiàn)為同種載重的車輛類型的技術(shù)參數(shù)比較接近、車輛裝載情況比較規(guī)整(一般為滿載或空載兩大類),并且有歷年的運(yùn)輸密度與車輛裝載情況(列車平均牽引輛數(shù)、空載率)可以調(diào)查,利用以上特點(diǎn)和資料得出典型車輛模型和疲勞荷載譜,能比較真實(shí)的反映橋梁的受載歷史.該文在疲勞荷載特征基礎(chǔ)上針對(duì)公路、鐵路橋梁分別總結(jié)出了一套較為實(shí)用的獲得疲勞荷載譜的方法,包括交通調(diào)查的方法、疲勞荷載譜模型車輛的建立等,并編制了

3、程序利用MONTE-CARLO方法進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬,很好的模擬了疲勞荷載的隨機(jī)性;(2)對(duì)公路、鐵路橋梁應(yīng)力譜的模擬方法進(jìn)行了研究,解決了公路橋梁疲勞荷載加載過(guò)程中的多車效應(yīng)、鐵路橋梁疲勞荷載加載的雙線交會(huì)效應(yīng)等一系列問(wèn)題,并編制了影響線加載程序進(jìn)行了模擬實(shí)現(xiàn),編制了雨流法計(jì)數(shù)程序RAINFLOW實(shí)現(xiàn)了由應(yīng)力歷程到應(yīng)力譜的轉(zhuǎn)換;(3)用傳統(tǒng)疲勞分析方法分別對(duì)一座公路鉚接桁架橋——上海市外白渡橋和一座鐵路鉚接桁架橋——南昌贛江南橋進(jìn)行了疲

4、勞使用壽命分析,并把計(jì)算應(yīng)力譜與實(shí)測(cè)應(yīng)力譜進(jìn)行了對(duì)比,兩者較為相近;(4)研究了損傷容限方法評(píng)估鉚接桁架橋疲勞使用壽命問(wèn)題,且編制了有限元程序SH_FRAC,此程序可以計(jì)算較復(fù)雜邊界條件下的應(yīng)力強(qiáng)度因子,較好的解決了斷裂力學(xué)模型過(guò)于簡(jiǎn)化的問(wèn)題,并采用了兩種斷裂模型四種受載模式計(jì)算了贛江南橋第十孔吊桿U1L1桿的應(yīng)力強(qiáng)度因子曲線,并分別利用其進(jìn)行了該桿的疲勞壽命計(jì)算,結(jié)果表明:簡(jiǎn)化的角鋼斷裂模型由于夸大了構(gòu)件受載的偏心作用而得出偏安全的結(jié)