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鋼管混凝土拱橋管節(jié)點(diǎn)疲勞性能研究

鋼管混凝土拱橋管節(jié)點(diǎn)疲勞性能研究

定  價(jià):34 元

        

  • 作者:刁硯,劉?h 著
  • 出版時(shí)間:2015/4/1
  • ISBN:9787564338602
  • 出 版 社:西南交通大學(xué)出版社
  • 中圖法分類:U448.22 
  • 頁(yè)碼:141
  • 紙張:膠版紙
  • 版次:1
  • 開(kāi)本:16開(kāi)
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  對(duì)鋼管混凝土橋而言,管節(jié)點(diǎn)是承載荷載的關(guān)鍵部位,也往往是整個(gè)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。
  《鋼管混凝土拱橋管節(jié)點(diǎn)疲勞性能研究》根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外鋼管混凝土橋疲勞問(wèn)題的調(diào)研,通過(guò)理論分析和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,對(duì)下述問(wèn)題進(jìn)行了研究:
  1.廣泛收集調(diào)研國(guó)內(nèi)外鋼管混凝土典型焊接節(jié)點(diǎn)疲勞研究的相關(guān)成果,針對(duì)實(shí)際工程需求和有待解決的設(shè)計(jì)問(wèn)題,提出《鋼管混凝土拱橋管節(jié)點(diǎn)疲勞性能研究》研究的相關(guān)課題。
  2.通過(guò)鋼管混凝土管節(jié)點(diǎn)靜載試驗(yàn),實(shí)測(cè)了鋼管混凝土管節(jié)點(diǎn)的名義應(yīng)力、熱點(diǎn)應(yīng)力,并由此得到鋼管混凝土管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù),同時(shí)還建立了精細(xì)的三維有限元模型,對(duì)試驗(yàn)構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算,并與試驗(yàn)實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。
  3.針對(duì)鋼管混凝土管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中和應(yīng)力集中系數(shù)進(jìn)行了研究,分析了應(yīng)力集中的原因及相應(yīng)的影響因素,對(duì)比研究了空心管節(jié)點(diǎn)和鋼管混凝土管節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中的差異性,提出了應(yīng)力集中緩減系數(shù)q的概念,并運(yùn)用APDL(參數(shù)化語(yǔ)言)的方法建立有限元模型,再通過(guò)NLSF(非線性最小平方擬合)的方法進(jìn)行多個(gè)獨(dú)立變量的擬合和相關(guān)系數(shù)的分析得到q的表達(dá)式,在空心管應(yīng)力集中系數(shù)公式的基礎(chǔ)上提出了鋼管混凝土管節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)的計(jì)算公式。
  4.通過(guò)管節(jié)點(diǎn)模型的疲勞試驗(yàn)并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,提出了鋼管混凝土表面裂紋長(zhǎng)度達(dá)到3倍壁厚時(shí)管節(jié)點(diǎn)疲勞失效的判別準(zhǔn)則。通過(guò)疲勞試驗(yàn)加載與裂紋擴(kuò)展的全過(guò)程證明,對(duì)鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō),由于混凝土的約束作用,疲勞裂紋擴(kuò)展的壽命還相當(dāng)長(zhǎng),因而當(dāng)疲勞裂紋深度穿透主管壁厚,表面裂紋長(zhǎng)度達(dá)到3倍壁厚時(shí)(約為30mm),管節(jié)點(diǎn)疲勞失效的判別準(zhǔn)則對(duì)于疲勞荷載作用下的節(jié)點(diǎn)是安全的。
  5.以試驗(yàn)現(xiàn)象為基礎(chǔ),進(jìn)行管節(jié)點(diǎn)的力學(xué)模型分析和裂紋開(kāi)裂點(diǎn)的預(yù)測(cè)研究,提出了管節(jié)點(diǎn)力學(xué)模型和熱點(diǎn)區(qū)域疲勞裂紋開(kāi)裂位置的計(jì)算公式,該模型可解釋空心管和鋼管混凝土熱點(diǎn)位置轉(zhuǎn)移的力學(xué)現(xiàn)象,預(yù)測(cè)管節(jié)點(diǎn)疲勞起裂點(diǎn)的位置,并給出解析解!朵摴芑炷凉皹蚬芄(jié)點(diǎn)疲勞性能研究》用該模型提出的公式計(jì)算了曹娥江大橋疲勞試驗(yàn)?zāi)P凸芄?jié)點(diǎn)的開(kāi)裂位置,與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好;該模型及公式可以對(duì)今后類似的管節(jié)點(diǎn)疲勞開(kāi)裂及工程實(shí)踐起指導(dǎo)作用。
  6.用傳統(tǒng)的S—N曲線法和斷裂力學(xué)的方法對(duì)鋼管混凝土管節(jié)點(diǎn)的疲勞強(qiáng)度及裂紋擴(kuò)展壽命進(jìn)行研究,提出了鋼管混凝土相應(yīng)于空心管(DT類)的疲勞強(qiáng)度修正系數(shù),并由此得到鋼管混凝土管節(jié)點(diǎn)S—N曲線的修正方程;從斷裂力學(xué)的角度提出了鋼管混凝土管節(jié)點(diǎn)裂紋擴(kuò)展的計(jì)算方法,并通過(guò)疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定了裂紋擴(kuò)展計(jì)算公式的參數(shù)取值,使得該方法可運(yùn)用于管節(jié)點(diǎn)的裂紋擴(kuò)展壽命計(jì)算。
  7.在試驗(yàn)和理論研究的基礎(chǔ)之上,以曹娥江大橋?yàn)槔,建立了全橋有限元模型,再分別運(yùn)用《鋼管混凝土拱橋管節(jié)點(diǎn)疲勞性能研究》所提S—N曲線修正方程和斷裂力學(xué)兩種方法計(jì)算其疲勞壽命,兩種方法互為驗(yàn)證,并由此建立鋼管混凝土橋管節(jié)點(diǎn)疲勞壽命評(píng)估流程。
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