鋼橋U型肋正交異性板的疲勞累積損傷分析.pdf

1、目前，我國(guó)還沒有關(guān)于正交異性鋼橋面板的設(shè)計(jì)規(guī)范，國(guó)外相關(guān)規(guī)范也在不斷修訂完善中，但僅可作為參考，能否直接用于我國(guó)大跨度正交異性整體鋼橋面橋梁的設(shè)計(jì)尚缺乏可靠依據(jù)。因此有必要對(duì)正交異性鋼橋面板受力特別是疲勞性能進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究，并對(duì)研究成果進(jìn)行總結(jié)，為將來(lái)橋梁設(shè)計(jì)提供理論支持和技術(shù)儲(chǔ)備。從目前的研究現(xiàn)狀來(lái)看，國(guó)內(nèi)外的專家和學(xué)者主要是基于疲勞試驗(yàn)和傳統(tǒng)的疲勞分析方法對(duì)正交異性鋼橋面板疲勞性能進(jìn)行研究。受限于疲勞試驗(yàn)的高研究成本，理論分析在

2、疲勞研究領(lǐng)域是一個(gè)重要途徑。而傳統(tǒng)的分析方法并不能揭示正交異性鋼橋面板疲勞破壞全過程，不能科學(xué)地反映正交異性鋼橋面板疲勞破壞的特征。本文主要基于損傷力學(xué)理論結(jié)合有限元分析方法對(duì)U型肋正交異性鋼橋面板的疲勞累積損傷過程進(jìn)行模擬分析，以期得到對(duì)正交異性鋼橋面板疲勞損傷全過程分析方法的實(shí)現(xiàn)。本文主要進(jìn)行了以下幾方面的工作：
　　①綜合各國(guó)規(guī)范和工程實(shí)踐，選取了3種常見的弧形切口形式，建立了鋼橋面板空間有限元模型；對(duì)4處構(gòu)造細(xì)節(jié)分別進(jìn)行了

3、橫向最不利加載位置分析，并依據(jù)分析結(jié)果在縱橋向施加單位輪載，提取了構(gòu)造細(xì)節(jié)處的應(yīng)力縱向影響線；在此基礎(chǔ)上驗(yàn)證多車效應(yīng)對(duì)鋼橋面板疲勞分析的影響。
　?、诓捎糜炅鞣▽?shí)現(xiàn)了對(duì)隨機(jī)荷載的統(tǒng)計(jì)處理，并計(jì)算得到正交異性鋼橋面板各疲勞細(xì)節(jié)的等效應(yīng)力幅。
　?、鄄捎?FORTRAN90編寫用戶材料子程序 UMAT以反映疲勞損傷對(duì)單元?jiǎng)偠鹊挠绊懀瘩詈掀趽p傷的材料模型；并基于有限元軟件ABAQUS進(jìn)行軟件的二次開發(fā)，完成了損傷力學(xué)－有限元方

4、法對(duì)正交異性鋼橋面板疲勞累積損傷過程的模擬分析。
　?、芡ㄟ^損傷力學(xué)－有限元法分別對(duì)三種不同弧形切口形式的正交異性鋼橋面板有限元模型進(jìn)行疲勞累積損傷分析，并比較了橫梁不同的弧形切口形式對(duì)正交異性鋼橋面板疲勞性能的影響。分析結(jié)果表明：弧形切口的形式對(duì)頂板兩處細(xì)節(jié)的疲勞性能影響不大，但對(duì)于橫梁弧形切口周邊的疲勞細(xì)節(jié)而言，歐洲規(guī)范EUROCODE3規(guī)定的弧形切口形式疲勞性能要優(yōu)于美國(guó)規(guī)范AASHTO LRFD規(guī)定的形式以及我國(guó)虎門大橋采