学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

厦漳跨海大桥索梁锚固结构疲劳试验研究

作　者: 张帆
导　师: 周金枝
学　校: 湖北工业大学
专　业: 工程力学
关键词: 斜拉桥锚固结构有限元分析模型试验
分类号: U446.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 50次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着大跨度斜拉桥不断发展，其跨度的增大对桥本身的索梁锚固结构提出了更高的要求。斜拉索的巨大索力斜向并集中地作用于斜拉桥主梁的锚固结构，锚固区结构的可靠与否将直接关系到整个大桥的安全，因此锚固结构是控制设计的关键部位。本文通过厦漳跨海大桥锚拉板式索梁锚固结构的静力和疲劳试验，并结合有限元分析，对该结构安全性进行评估。主要进行下面几个方面工作：首先，对南汊主桥进行整桥有限元分析，以确定出Z12锚固结构作为研究对象。在证模型和原型具有相同的受力状态和约束条件下，设计了合理的试验模型，完成了锚拉板模型结构的静力和疲劳试验设计。根据试验模型的有限元分析，得到Z12锚拉板模型的应力分布情况，依据试验模型的应力分布情况，制定出静力和疲劳试验的实验方案。其次，通过分析该模型静力的试验数据，并与有限元计算结果进行比较，可知锚拉板结构满足强度要求，但在局部区域里仍有严重的应力集中现象。而分析锚拉板足尺模型疲劳试验数据后发现，在设计疲劳荷载循环前、后及各个中间阶段，各主要测点的静载主应力值差别很小，应变与荷载之间呈线性关系。加载和卸载两个过程具有很好的对称性(可恢复性)，而且与每次静载试验的应变值非常接近，在循环200万次后，试验模型构造未出现裂纹。所以，原型结构在正常养护维修情况下，在设计寿命期内不会发生疲劳开裂。第三，有限元计算结果与试验结果比较吻合，验证了锚拉板足尺试验模型试验数据的可靠性，试验数据基本上反映了实桥的受力状态，能够作为实桥工作状态安全性评判的依据。疲劳试验表明：厦漳跨海大桥的锚拉板式索梁锚固结构疲劳强度符合设计要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
第1章绪论  9-17
  1.1 斜拉桥概述  9-10
  1.2 斜拉桥索梁锚固区结构形式  10-13
  1.3 国内外研究现状  13
  1.4 工程背景  13-15
  1.5 本文所做工作  15-17
第2章桥梁模型试验简介及南汊主桥整桥有限元计算  17-23
  2.1 桥梁模型试验简介  17
  2.2 南汊主桥整桥有限元计算  17-23
    2.2.1 计算参数  17-18
    2.2.2 有限元模型  18
    2.2.3 计算结果  18-20
    2.2.4 南汊主桥锚固结构受力初步讨论  20-22
    2.2.5 小结  22-23
第3章实桥锚拉板与试验模型的有限元分析  23-41
  3.1 概述  23
  3.2 有限元分析方法  23-24
  3.3 实桥锚拉板结构有限元分析  24-34
    3.3.1 空间有限元模型  24-25
    3.3.2 锚固结构主要板件应力分析  25-28
    3.3.3 锚固结构焊缝应力分布  28-29
    3.3.4 索力在各板件之间的分配  29-33
    3.3.5 实桥锚拉板结构有限元分析结果  33-34
  3.4 锚拉板模型结构有限元分析  34-37
    3.4.1 空间有限元模型  34
    3.4.2 模型结构主要板件应力分析  34-37
  3.5 实桥锚拉板结构与试验模型受力对比分析  37-40
    3.5.1 实桥计算结果和试验模型计算结果的对比  37-38
    3.5.2 实桥锚固结构焊缝和模型焊缝受力计算结果对比  38-40
  3.6 小结  40-41
第4章模型试验方案设计  41-47
  4.1 试验模型设计原则  41-42
  4.2 试验模型的制作  42
  4.3 实验测试方案设计  42-44
    4.3.1 测试方法  42
    4.3.2 应力测试原理  42-43
    4.3.3 静力加载测试  43
    4.3.4 疲劳荷载的加载测试  43-44
    4.3.5 试验设备  44
  4.4 应变测点布置  44-47
    4.4.1 应变测点布置原则  44-45
    4.4.2 应变测点布置  45-47
第5章锚固结构承载能力分析  47-56
  5.1 有限元分析  47-50
    5.1.1 材料参数  47
    5.1.2 锚固结构承载能力分析  47-49
    5.1.3 锚固结构整体刚度分析  49-50
    5.1.4 锚固结构局部稳定分析  50
  5.2 试验研究  50-54
    5.2.1 试验方法  50-51
    5.2.2 试验结果  51-54
  5.3 有限元计算结果与试验测试结果对比分析  54-56
第6章疲劳试验  56-68
  6.1 试验方法  56-57
  6.2 疲劳试验过程中静力加载  57-62
    6.2.1 疲劳试验加载前静力加载测试结果分析  57-59
    6.2.2 疲劳试验加载过程中的静力测试结果分析  59-62
  6.3 模型应力计算值与实测值对比分析  62-67
  6.4 疲劳试验结果  67-68
第7章锚拉板式索梁锚固结构设计理念探讨  68-76
  7.1 锚拉板式锚固结构的特点  68-69
  7.2 锚拉板厚度对锚固结构受力的影响  69-71
  7.3 锚拉板加劲板厚度对锚固结构受力的影响  71-73
  7.4 锚拉板与锚管连接处圆弧半径对锚固结构受力的影响  73
  7.5 锚拉板中部长度对锚拉板底部焊缝受力的影响  73-74
  7.6 小结  74-76
第8章结论与展望  76-78
  8.1 结论  76-77
  8.2 展望  77-78
参考文献  78-81
致谢  81-82
附录攻读硕士期间发表的论文  82

厦漳跨海大桥索梁锚固结构疲劳试验研究

内容摘要

全文目录

相似论文