铁路正交异性钢桥面U肋疲劳试验研究

论文摘要

正交异性钢桥面板结构以其自重轻、极限承载力大、结构美观、施工速度快等一系列优点,被广泛应用于国内外大跨度桥梁设计中。但是,由于其结构构造复杂、焊接残余应力问题、内部缺陷(应力集中)、循环荷载效应等诸多不足也限制了正交异性钢桥面板被进一步应用与推广。特别是在车辆移动荷载作用下,这种复杂结构的疲劳可靠性有待于进一步研究。本文对桥面板U肋疲劳试验进行研究,同时分析了该桥面U肋细节的应力特征。具体工作如下：1.对钢桥疲劳研究发展的国内外现状以及在疲劳试验中取得的成果进行了详细的介绍,结合工程背景指出本文的研究方向和目的。2.针对所研究的正交异性板U肋建立有限元模型,进行几何参数分析,计算出结构的应力分布,分析出最不利内力点应力,对桥面板的U肋进行参数分析,研究影响其疲劳性能的各种因素,据此进行疲劳试验模型设计。3.对试验方案的设计原则以及测点分布设计进行介绍,整理分析实验数据,并与理论计算结果进行对比,总结此类正交异性板构件的疲劳性能。试验证明：在疲劳荷载试验荷载幅作用200万次后,试验模型未发现裂纹,正交异性钢桥面板具有较好的疲劳抗裂性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 疲劳现象及疲劳事故
• 1.3 桥梁疲劳研究的发展历史
• 1.4 桥梁疲劳研究的现状
• 1.4.1 桥梁疲劳研究已取得成果
• 1.4.2 桥梁疲劳研究近况
• 1.5 本文工程背景及要解决的问题
• 1.5.1 本文工程背景
• 1.5.2 本文主要解决的问题
• 第2章 疲劳基本理论
• 2.1 前言
• 2.2 疲劳类型分类及其特征
• 2.3 疲劳曲线
• 2.3.1 疲劳应力
• 2.3.2 S-N曲线
• 2.4 疲劳极限
• 2.5 疲劳设计方法
• 2.5.1 疲劳设计概述
• 2.5.2 疲劳设计类型
• 2.6 正交钢桥面板的疲劳研究
• 2.6.1 概述
• 2.6.2 钢桥面板的应力特点
• 2.7 疲劳试验相关研究
• 2.8 正交异性钢桥面板疲劳试验关注问题
• 2.8.1 桥面板和肋的连接处的疲劳问题
• 2.8.2 肋与横梁交接处桥面板的疲劳问题
• 2.8.3 桥面结构拼接处的疲劳问题
• 第3章 U肋结构参数分析
• 3.1 前言
• 3.2 构造研究进展及研究方法
• 3.3 计算模型
• 3.4 计算结果参数分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 铁路细杆拱桥U肋足尺小试件疲劳试验分析
• 4.1 工程简介
• 4.1.1 模型试验的研究意义
• 4.1.2 试验内容
• 4.1.3 试验目标
• 4.2 理论计算
• 4.2.1 计算目的
• 4.2.2 计算模型的建立
• 4.3 疲劳试验设计
• 4.3.1 疲劳荷载
• 4.3.2 模型设计原则
• 4.3.3 试验模型
• 4.4 试验模型应变测点布置
• 4.5 测试方法
• 4.6 测点的理论计算应力
• 4.7 疲劳结果
• 4.7.1 疲劳模型的静载试验结果分析
• 4.7.2 疲劳模型静载测试数据对比
• 4.7.3 疲劳加载过程中的试件情况
• 4.7.4 小结
• 4.8 连接焊缝安全性评价
• 4.8.1 疲劳试验与有限元计算结果
• 4.8.2 相关规范验算结果
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目