双层钢桁架吊桥锚箱疲劳分析

研究双层钢桁架吊桥锚箱的疲劳性能.以大连南部滨海大桥——双层双塔地锚式悬索桥的主桥——为工程背景,其典型索梁锚固区的钢锚箱采用普通焊接形式,通过ansys-workbench对锚箱的足尺模型进行疲劳分析,得出锚箱在200万次循环疲劳加载作用下能保持完好的抗疲劳性能,结果表明双层吊桥锚箱符合设计要求,认为此分析方法对双层吊桥锚箱的设计有着一定意义.     

钢桁梁斜拉桥复合式索锚结构疲劳试验研究

针对公铁两用斜拉桥中疲劳效应突出的问题,提出常用复合式索锚结构的基本结构形式和主要敏感位置,在等效边界条件下,进行模型疲劳试验,研究复合式索锚结构的疲劳性能,分析结构的疲劳破坏形式。研究结果表明:试验采用的基本结构模型与实桥结构在主要疲劳敏感位置的应力分布基本一致。锚压板与锚板连接端部出现滑开型裂纹,并沿与锚板成30°～60°的方向扩展;传力竖板与锚压板焊缝端部出现在焊趾处萌生并沿垂直于锚压板方向和竖板厚度方向扩展的张开型裂纹,传力竖板的开裂导致试件完全破坏。以观测到裂纹为疲劳失效判据,轴拉细节建议采用我国铁路桥涵规范中XIII类细节或美国AASHTO规范E'类细节等级进行分析,且须在名义应力幅值中计入锚压板宽高比的影响;剪压细节建议采用欧洲规范中80类细节等级进行分析。     

钢锚箱连接对索塔锚固体系受力性能的影响

 为明确多节段钢锚箱式索塔锚固体系的传力机理,以杭州湾跨海大桥北通航孔桥为例,采用有限元分析软件(ANSYS11.0),研究了钢锚箱之间连接与不连接两种方式对索塔锚固体系受力性能的影响。结果显示,钢锚箱之间是否连接对锚固体系各节段以及节段内各构件承担的水平力影响较小,对各节段整体承担的竖向力无影响,而对各节段钢锚箱及塔壁承担的竖向力影响较大;钢锚箱之间是否连接对钢锚箱板件应力、混凝土塔壁应力以及栓钉剪力的分布规律具有明显影响,与钢锚箱不连接体系相比,钢锚箱连接体系各构件的应力或剪力分布更为均匀。     

基于TCD的锚拉板疲劳性能分析与试验研究

锚拉板广泛用于钢箱梁斜拉桥中,但锚拉板与锚管连接的倒圆角处存在应力集中,在动力荷载作用下容易发生疲劳破坏．以大连某斜拉桥为工程背景,对其锚拉板疲劳性能展开理论分析与试验研究．首先通过临界距离理论(theory of critical distance,TCD)对锚拉板的疲劳性能进行理论分析,通过“线法”得到锚拉板等效应力为141 MPa．然后进行疲劳试验,试验模型比例为1∶1.5．由试验测得锚拉板的最大等效应力32 MPa,最大变形3 mm,锚拉板在施加荷载过程中处于弹性工作状态．在200万次的疲劳加载后未发现裂纹．理论分析和疲劳试验结果表明,该斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构在设计寿命期内,不会发生疲劳开裂．     

佛陈大桥钢锚箱应力仿真分析计算

建立了钢锚箱结构分析的有限元模型，分析了钢锚箱在两种组成情况下各构件的应力，检验了设计的安全性与合理性，提出了改善锚箱部分构件应力过大的措施和方法。     

钢-UHPC组合桥面的疲劳性能研究

目的 研究钢-UHPC组合桥面的疲劳裂纹类型和发展规律,分析疲劳裂纹对组合桥面板结构受力特性的影响,为钢-UHPC组合桥面的设计提供理论依据.方法 依据实桥主桥钢桥面的构造参数,设计制作了两个足尺试验构件,进行静载、疲劳试验,并与有限元计算结果进行对比分析.结果 有限元模型计算的各测点应力和位移与实测值基本吻合;纵肋与...     

渗碳齿轮钢接触疲劳性能的研究

就五种国外渗碳齿轮钢和目前国内普遍使用的20CrMnTi渗碳齿轮钢,经渗碳热处理和强化喷九处理后,进行了接触疲劳快速法强度试验,以及显微硬度分布、残余应力、断口分析等较系统的试验研究。结果表明,除了SAE8620钢比20CrMnTi钢的接触疲劳强度极限低外,其它四种钢ZF_7、20MnCr5、SCM420H(脱气)、SCM420H与20CrMnTi钢相当;接触疲劳强度与其表面有效硬化层深度关系密切;喷丸处理后的试件,和冶炼时采用特殊脱气工艺(简称脱气)的钢材,其试验数据离散性小,接触疲劳强度高。     

斜拉桥在地震作用下的反应分析

文章描述了现场观察到的某斜拉桥的破坏情况,并通过一个详细的非线性模型的模拟说明了该地区地震中附近的地面运动记录并没有很好地反映该桥的破坏原因。由于桥位置处没有仪器测量,所以根据附近强运动数据加上地震脉冲在桥位置处产生了一个虚构的记录,对于该桥运用虚构记录进行模型模拟。结果表明,在模拟状态下桥的结构变形与实际观察到的破坏情况很符合。     

新型贝氏体钢的弯曲疲劳性能

对新型GDL空冷贝氏体钢进行弯曲疲劳性能试验和微观结构分析。结果表明GDL钢的显微组织是由束状贝氏体和少量残余奥氏体组成，残余奥氏体以薄膜形态分割贝氏体板条而形成超细化亚单元，增加了材料的微观塑性。此外，稀土元素球化钢中的夹杂物、强化晶界，使疲劳裂纹萌生和扩展的抗力增加，该钢在不回火的情况下就具有优异的力学性能。     

斜拉桥钢-混锚板式索梁锚固区摩擦效应分析

基于徐明高速公路某斜拉桥建立包含接触非线性的有限元模型,通过对摩擦因数的参数化分析,讨论复杂空间受力与多种剪力键共存的条件下钢-混锚板式索梁锚固区的摩擦效应.研究结果表明:摩擦效应成为区别于PBL键与剪力钉的传力途径;摩擦应力的分布与接触面压应力正相关;相对滑移初始集中在主动变形区域;摩擦效应对PBL键和剪力钉的受力影响从初始滑移区域沿变形传递路径逐渐累积,甚至会改变局部受力和相对滑移的方向;摩擦效应与摩擦因数呈现显著的非线性变化关系;其发挥依赖于一定的钢-混变形能力和相对滑移趋势.     

大跨多线公铁两用斜拉桥索锚结构疲劳荷载效应

为研究公铁两用斜拉桥索锚结构的疲劳荷载效应,分析多车道公路和多线铁路疲劳荷载谱,讨论疲劳荷载效应组合方法,借助有限元分析软件和MATLAB数据处理平台,确定大跨度公铁两用桥梁索锚结构的疲劳荷载效应,结合同类桥梁样本点参数,回归给出荷载效应值与主跨跨径的定量关系。研究结果表明:根据实际交通量确定的公路和铁路疲劳荷载效应,且可保守取两线客货共线铁路疲劳荷载效应的10%作为公路疲劳荷载效应;各类荷载效应可以选用Miner线性累积损伤等效和BS5400提及的线性叠加的方式进行组合,其中,线性叠加组合值最为保守,组合系数可结合疲劳车(汽车、客货共线列车、客运专线列车)单独作用得到的荷载效应比值确定;随着斜拉桥跨径的增大,拉索疲劳索力幅呈增大趋势,可综合线性方程P_1=2.385L+188.381、二次多项式方程P_2=0.001 1L~2+0.887L+602.456以及指数函数方程P_4=640.623e~(0.001 4L),为公铁两用(铁路)斜拉桥索锚结构初步预测疲劳荷载效应幅值范围,选择合理的公铁两用(铁路)斜拉桥索锚结构类型。     

波形钢与混凝土混合多箱室斜拉桥的剪力滞效应

国内外多箱室的波形钢腹板矮塔斜拉桥已建造较多,但是波形钢与混凝土组合腹板的单箱多室的矮塔斜拉桥还很少见,这种新型的组合箱型截面的剪力滞效应有待深入探讨。目前,设计上分析剪力滞效应的常用分析方法多采用平面梁格模型、单梁模型、实体模型等,这些计算模型在分析剪力滞效应的各项应力指标时缺乏精细化,而空间网格分析模型可弥补这些分析方法的缺陷;因此,本文采用空间网格分析方法来探讨分析矮塔斜拉桥剪力滞效应。首先,详述了剪力滞效应的原理、空间网格分析方法及验证波形钢腹板空间网格分析方法的可行性,然后以一座波形钢与混凝土组合腹板的单箱多室的矮塔斜拉桥为典型案例,通过空间网格模型来分析其剪力滞效应。结果表明:此类箱梁的顶板表现出明显的正剪力滞、底板表现出较小的正剪力滞,混凝土腹板处的正剪力滞效应明显大于波形钢腹板处,各个工况的剪力滞系数表现出一定的变化规律。通过案例分析得出了此类钢混组合结构关键截面的剪力滞系数沿横向和纵向的分布规律,可为同类型工程提供参考。同时也由此验证了空间网格分析方法的有效性和准确性,弥补了常规分析手段的不足,为桥梁的精细化设计开拓新的思路和方向。     

Q690 D高强钢的疲劳性能试验研究

钢结构的主要破坏形式之一为疲劳破坏,这类破坏往往伴随着钢材的突然断裂;目前针对Q690 D高强钢材的疲劳性能研究还比较缺乏.为了得到Q690 D高强钢的疲劳特性曲线,本研究开展了Q690 D高强钢的高周疲劳试验,根据试验的结果拟合出Q690D高强钢的应力-寿命(S-N)疲劳曲线,并与规范疲劳公式和其他强度等级钢材已有的...     

地震作用下独塔斜拉桥减震控制探析

以某独塔斜拉桥为例,研究其在3种不同减震措施下结构的不同反应,探析地震作用下最适用于该结构的减震措施,提出了单独使用铅芯橡胶支座、单独使用粘滞阻尼器以及混合减震装置3种不同的减震措施,并分别研究了3种不同装置的减震效果。研究结果表明,3种减震措施均能达到减震、耗能的效果,混合减震装置能进一步降低结构的地震响应,具体应用时,应根据实际情况进行分析。     

波形钢腹板组合梁疲劳性能研究进展

波形钢腹板组合梁具有施工速度快、节省支架和模板等优点,具有十分广阔的应用前景。本文主要介绍了波形钢腹板组合梁的组成及受力特点、国内外应用情况及研究现状。在系统分析已有研究成果的基础上,对波形钢腹板组合梁的抗疲劳性能的研究与设计方法进行了分析与研究,并指出了目前存在的问题与不足。     

受损PPC斜拉桥主梁灌缝加固后疲劳性能试验研究

为进一步研究受损部分预应力混凝土(PPC)斜拉桥主梁裂缝灌浆加固后的疲劳性能,对受较大疲劳及静力损伤的PPC斜拉桥节段缩尺模型主梁进行裂缝灌浆加固,并开展疲劳及疲劳后静载试验研究。研究结果表明：在疲劳荷载作用下,灌浆裂缝未重新开裂,在疲劳加载初期(约20万次),结构体系刚度下降较快,后期下降较平缓;250万次疲劳加载后,主梁L/4、L/2和3L/4截面处的结构体系刚度分别降低12.83%、9.48%、13.62%,较原主梁第4轮疲劳加载下结构体系刚度下降幅度大,但疲劳结束时结构体系刚度仍然比原主梁第4轮疲劳加载初始结构体系刚度大;对裂缝进行灌浆处置能有效恢复PPC斜拉桥主梁的抗裂强度及结构体系刚度;随着荷载增大,灌浆裂缝逐步张开,但最大裂缝宽度对应位置发生转移,同时不断有新裂缝产生,且裂缝分布区域范围增大,环氧树脂胶的作用极大地延缓了裂缝宽度的增大,提高了主梁的抗裂性能;环氧树脂胶不仅能修复混凝土裂缝界面,同时能有效恢复钢筋与混凝土间的黏结滑移损伤;对受严重损伤的PPC斜拉桥主梁仅进行裂缝灌浆处置后,主梁仍然具有良好的抗疲劳性能,同时,其疲劳后的抗裂性能及刚度也得到较大恢复。     

基于有限元的大跨度斜拉桥地震反应分析

文章对大跨度斜拉桥的动力特性及其地震反应问题进行了讨论,利用有限元程序研究了其动力特性.基于地震反应时程分析法,选取El-Centro波进行了地震反应分析.大跨度斜拉桥各地面支承距离较大,一致激励地震输入模式并不符合实际情况,应当考虑地震波有限波速传播所引起的行波效应,最后得出一些对工程设计有益的结论.     

自锚式双塔斜拉桥的力学参数研究

基于近似计算解析公式,建立了自锚式双塔斜拉桥的静力行为力学评价体系,总结了自锚式双塔斜拉桥的力学评价指标和力学参数.针对双塔斜拉桥各种结构体系力学评价指标,分析其各个影响因素的敏感性;针对各种力学参数,研究了其变化时对双塔斜拉桥结构体系力学性能的影响.研究成果为自锚式双塔斜拉桥方案阶段的概念设计提供了参考依据.     

基于一体化模型的斜拉桥地震反应分析方法

针对我国普遍采用的大跨度桩基桥梁,应用无限元-有限元土体边界、桩土面-面接触算法和显式求解技术,提出了场地-结构整体模型的地震反应分析方法.以一座主跨为202.5 m+300.0 m的独塔斜拉桥为工程实例,构建了河谷场地-桥梁整体有限元动力模型,研究了二维河谷场地对该斜拉桥纵向地震反应的影响,分析了基础附近扰动场地震动的特点.结果表明,场地中不同河岸高度和二维土层分布会对主塔处地震动的短周期分量产生一定影响,对结构短周期振型产生的地震力有较大影响;扰动场的地震动中接近基础振动频率的分量得到了加强,和自由场的地震动有显著区别,但长周期的分量变化较小.