大跨徑懸索加勁鋼桁梁橋典型節(jié)點疲勞性能分析研究.pdf

1、隨著公軌兩用鋼桁梁橋的快速發(fā)展，整體節(jié)點的疲勞性能對整座橋梁的安全和壽命越來越關(guān)鍵。整體節(jié)點處匯交桿件多，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嘉陵江大橋為工程背景，采用理論分析的手段對大跨徑懸索加勁鋼桁梁橋典型節(jié)點的疲勞性能進(jìn)行了研究，同時根據(jù)現(xiàn)有試驗條件合理設(shè)計了整體節(jié)點縮尺模型及試驗方案。
　　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)換方法和泄水計數(shù)法的計數(shù)規(guī)則等。根據(jù)

2、《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》(JTG D64-2015)、《城市道路工程設(shè)計規(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)計說明》，制定出公軌兩用橋梁的疲勞荷載譜，并通過對渝澳大橋和軌道交通3號線牛角沱站的交通狀況實地調(diào)研，驗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大橋為工程背景，采用有限元軟件Midas/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B3節(jié)點，即典型節(jié)點。按照《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》(JTG D64-2015)和《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(TB10091-2017)以及國外規(guī)范對公路和軌道交通疲勞荷載作用下，節(jié)點板與桿件高強度螺栓連接部位進(jìn)行了疲勞檢算，檢算結(jié)果表明典型節(jié)點處節(jié)點板與桿件高強度螺栓連接滿足規(guī)范要求。使用泄水計數(shù)法對B3節(jié)點處主桁桿件軸力歷程例進(jìn)行了統(tǒng)計處理，基于Miner

4、線性損傷累計理論，確定出疲勞試驗的等效軸力幅。
　　最后，在節(jié)點疲勞試驗?zāi)Ｐ驮O(shè)計階段，初選了單節(jié)點和雙節(jié)點兩個模型方案進(jìn)行比選，羅列出兩種方案各自的優(yōu)缺點，并考慮試驗條件的限制，選擇單節(jié)點方案作為疲勞試驗的試驗?zāi)Ｐ?。依?jù)相似原理對1∶2.5大比例尺節(jié)點縮尺試驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行了合理的設(shè)計，對除試驗節(jié)點以外的易損位置進(jìn)行了局部加強。采用數(shù)值模擬的方式對試驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行疲勞分析，使用有限元軟件Midas/FEA建立試驗節(jié)點的精細(xì)化板單元模型并模擬