系桿拱橋吊桿的受力分析及壽命預(yù)測.pdf

1、系桿拱橋是一種無推力的梁拱組合體系橋,拱所產(chǎn)生的水平推力由系桿承擔(dān)。因此系桿拱外部是靜定結(jié)構(gòu),但內(nèi)部是高次超靜定結(jié)構(gòu),任何構(gòu)件內(nèi)力的改變都影響到全橋的受力狀態(tài)。近年來,不斷有系桿拱橋吊桿破損及更換的工程案例出現(xiàn)。因此,很有必要對系桿拱橋吊桿進行深入的研究。
　　 本文以位于鎮(zhèn)江的橫塘大橋為工程背景,運用有限元方法,建立了該橋上部結(jié)構(gòu)的計算模型。分析了該橋在恒載、汽車荷載、混凝土徐變和溫度等作用下,吊桿應(yīng)力的變化情況。結(jié)果表明,恒

2、載、汽車及徐變荷載作用下,短吊桿的應(yīng)力變化幅值較大,為最不利受力吊桿。溫度荷載作用下,各吊桿應(yīng)力分布比較均勻,應(yīng)力的變幅度不大。
　　 銹蝕和疲勞是系桿拱橋吊桿破損的主要原因。文中推導(dǎo)和建立了吊桿銹蝕速率的預(yù)測模型,得出橫塘大橋吊桿在銹蝕作用下的壽命約為18年。針對吊桿的疲勞問題,利用線性累計損傷原理,采用相關(guān)荷載譜及S-N曲線,推算出短吊桿在疲勞作用下的壽命約為29年。另外,考慮銹蝕對疲勞的耦合影響,而得到的橫塘大橋短吊桿的疲