結(jié)構(gòu)損傷對大跨度鐵路鋼—混凝土組合桁梁橋力學(xué)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(chǔ)上發(fā)展起來的一種橋梁結(jié)構(gòu)，能充分發(fā)揮材料的性能，適用于大跨度、重荷載結(jié)構(gòu)。近四五十年來，組合梁橋由于其良好的受力性能和經(jīng)濟性受到設(shè)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(dāng)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(shè)，所以關(guān)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(chǎn)生的損傷進行研究，并建立損傷模型對橋梁損傷后的力學(xué)性能變化進行分析研究，主要內(nèi)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(yīng)等外部條件綜合作用下引起的損傷。
　　(2)對鋼-混結(jié)構(gòu)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(fù)雜

3、應(yīng)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(yīng)力變化等破壞過程。以上述研究為基礎(chǔ)對鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的損傷機理進行分析研究。
　　(3)對鋼-混結(jié)構(gòu)的理論及模型進行了分析研究，Mazars理論的假設(shè)為不存在初始損傷，Loland模型與分段線性理論的假設(shè)為存在初始損傷D0，并分別給出應(yīng)力與應(yīng)變，損傷與應(yīng)變的關(guān)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(jié)構(gòu)

4、損傷對鋼-混凝土組合桁梁橋力學(xué)性能的影響進行研究。首先對損傷結(jié)構(gòu)的數(shù)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(jié)構(gòu)損傷后橋梁力學(xué)性能的變化做分析研究。分別從槽形梁的截面應(yīng)力、槽形梁截面撓度和腹桿應(yīng)力變化等三個方面進行靜力學(xué)性能分析;以結(jié)構(gòu)的自振頻率和振型這兩個動力特性為指標(biāo)進行結(jié)構(gòu)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