鋼管砼拱橋管-板節(jié)點(diǎn)承載力試驗(yàn)研究.pdf

1、鋼管砼管-板節(jié)點(diǎn)已經(jīng)在大跨度鋼管砼拱橋中得到應(yīng)用，管-板節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命也相應(yīng)引起人們的關(guān)注。對(duì)于空管-板連接接頭，國(guó)內(nèi)外已進(jìn)行了一些有效的試驗(yàn)研究；對(duì)于鋼管砼管-板連接接頭的研究國(guó)內(nèi)外均甚少。本文結(jié)合西部課題疲勞試驗(yàn)，主要研究了鋼管砼拱橋中常用的鋼管砼管-板單肢和雙肢連接接頭的應(yīng)力分布規(guī)律及鋼管砼管-板單肢節(jié)點(diǎn)在恒幅載荷下的疲勞強(qiáng)度。 本文采用理論計(jì)算與模型試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，運(yùn)用大型通用有限元軟件ANSYS對(duì)管-板單肢節(jié)點(diǎn)和

2、雙肢節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了分析，計(jì)算了熱點(diǎn)應(yīng)力及應(yīng)力集中系數(shù)，并與試驗(yàn)測(cè)試應(yīng)力進(jìn)行了比較。經(jīng)計(jì)算分析得到：采用有限元軟件對(duì)鋼管砼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)力分析完全可行；砼的填充增強(qiáng)了節(jié)點(diǎn)的剛度，降低了節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力水平，緩解了應(yīng)力集中程度；管-板雙肢節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能優(yōu)于管-板單肢節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能。 疲勞試驗(yàn)是在恒定的應(yīng)力幅下進(jìn)行，研究了管-板單肢節(jié)點(diǎn)疲勞裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展規(guī)律以及該種節(jié)點(diǎn)的疲勞強(qiáng)度。論文在分析承剪焊縫疲勞強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，提出了承受剪應(yīng)力的鋼管砼管-板節(jié)

3、點(diǎn)設(shè)計(jì)疲勞強(qiáng)度為80MPa，即該種接頭的設(shè)計(jì)疲勞強(qiáng)度數(shù)值偏安全地采用承剪焊縫的設(shè)計(jì)疲勞強(qiáng)度。這一結(jié)論對(duì)大跨度鋼管混凝土拱橋鋼管砼管-板節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。 根據(jù)鋼管砼管節(jié)點(diǎn)的疲勞試驗(yàn)，筆者首次將基于斷裂力學(xué)管節(jié)點(diǎn)疲勞壽命預(yù)估的固有缺陷法和經(jīng)驗(yàn)法引入到鋼管混凝土管節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命預(yù)估中，并針對(duì)拱橋的受力特點(diǎn)對(duì)原來(lái)的計(jì)算模式進(jìn)行了簡(jiǎn)化，完善出疲勞壽命的解算步驟；通過(guò)實(shí)例分析計(jì)算，預(yù)估壽命與試驗(yàn)壽命的誤差在工程范圍內(nèi)許可，可供工程應(yīng)