結構損傷對大跨度鐵路鋼—混凝土組合桁梁橋力學性能的影響研究.pdf

1、鋼-混凝土組合桁梁橋是在普通組合梁橋基礎上發(fā)展起來的一種橋梁結構，能充分發(fā)揮材料的性能，適用于大跨度、重荷載結構。近四五十年來，組合梁橋由于其良好的受力性能和經濟性受到設計人員重視。之前世界上該類型橋梁的最大跨度為51.8m，我國西（安）-平（涼）鐵路線上有3處跨高速橋梁采用鋼-混凝土組合桁梁橋，跨度為80米，為當前世界最大跨度。如此大跨度的鋼-混凝土組合桁梁橋在我國乃至世界都尚屬首次建設，所以關于此類橋型的各方面研究都比較空缺。本文就

2、以80m鋼-混凝土組合桁梁橋為工程背景，對其可能產生的損傷進行研究，并建立損傷模型對橋梁損傷后的力學性能變化進行分析研究，主要內容有:
　　(1)對引起鋼-混凝土組合桁梁橋損傷的主要因素進行了分析。主要損傷部位是節(jié)點混凝土與鋼腹桿的連接處。此類橋型的損傷是在環(huán)境腐蝕、列車荷載及溫度效應等外部條件綜合作用下引起的損傷。
　　(2)對鋼-混結構的損傷機理進行了分析。建立鋼-混凝土組合節(jié)點的非線性受力分析模型，對組合節(jié)點的主要復雜

3、應力分布區(qū)域進行計算分析;對節(jié)點破壞過程進行模擬分析，研究節(jié)點的裂縫發(fā)展與應力變化等破壞過程。以上述研究為基礎對鋼-混凝土組合結構的損傷機理進行分析研究。
　　(3)對鋼-混結構的理論及模型進行了分析研究，Mazars理論的假設為不存在初始損傷，Loland模型與分段線性理論的假設為存在初始損傷D0，并分別給出應力與應變，損傷與應變的關系曲線。對虛擬裂縫(FCM)理論及它與損傷理論的聯(lián)合理論進行了分析研究。
　　(4)對結構

4、損傷對鋼-混凝土組合桁梁橋力學性能的影響進行研究。首先對損傷結構的數值模擬進行了分析研究。然后建立全橋有限元損傷分析模型，對橋梁結構損傷后橋梁力學性能的變化做分析研究。分別從槽形梁的截面應力、槽形梁截面撓度和腹桿應力變化等三個方面進行靜力學性能分析;以結構的自振頻率和振型這兩個動力特性為指標進行結構的動力性能分析。最后，就損傷節(jié)點后對相鄰節(jié)點的卸載影響做分析研究，分別建立考慮腹桿作用的有限元損傷模型與不考慮腹桿影響的有限元損傷模型進行對