悬索桥吊索疲劳荷载效应分析

以广东省某跨海大桥主航道桥的悬索桥为工程背景,根据当地的交通量资料,按轴数、轴重、轴距划分车辆类型,采用蒙特卡洛算法模拟交通量车流,得到悬索桥的疲劳车辆荷载谱.建立空间有限元模型,采用影响线加载法,得到悬索桥吊索的应力影响线.分析影响线结果可知,本悬索桥的吊索应力影响线的影响范围较长,车辆轴距对应力幅的影响较小可以忽略...     

钢拱桥H型刚性吊杆风振疲劳性能研究

H型刚性吊杆是钢拱桥常采用的一种吊杆形式,具有长细比大、抗扭刚度小、阻尼低等特征,易诱发大幅风致扭转振动,导致吊杆节点板连接疲劳损伤问题。以某钢拱桥40 m长H型刚性吊杆为研究对象,综合理论分析与有限元数值仿真分析开展吊杆风致扭转振动疲劳评估。研究表明:有限元仿真分析吊杆节点板的螺栓连接可采用面-面接触关系模拟,接触刚度是其关键参数;有限元仿真分析得到的吊杆翼缘板扭转翘曲应力值与理论计算值基本一致;吊杆中心截面扭转角幅值可作为吊杆疲劳损伤程度的有效评估指标,即控制吊杆扭转角限值即可保证吊杆安全,3.7°可作为该40 m长吊杆的扭转角振动控制目标。     

中承式系杆拱桥吊杆疲劳性能研究

中承式系杆拱桥是拱桥中一种常见的结构形式,吊杆作为该类型桥梁中重要的传力构件,其受力特点和疲劳性能一直是研究的热点,它关系到整座桥梁的安全和使用寿命。以湖南永州市某座中承式系杆拱桥为背景,基于车辆荷载试验和对桥梁长、短吊杆索力的不间断连续测量,通过测量数据分析发现:在集中荷载作用在主桥跨中位置时,位于支点处的短吊杆受车辆荷载影响较小;单根吊杆24 h内的应力时程曲线能反映桥梁受外界荷载影响下吊杆应力变化规律,同时能分析出桥梁1 d交通流量的分布情况;采用S—N曲线的疲劳寿命评估方法预测了吊杆疲劳寿命,并利用WEIBULL分布函数求得吊杆的疲劳可靠度,计算结果认为该桥在正常运营期吊杆已具备足够的疲劳可靠性。     

基于累积损伤因子的水泥混凝土路面设计(英文)

考虑荷载疲劳应力和温度疲劳应力的综合疲劳方程,计算了单轴单轮及单轴双轮轴载的覆盖通行率,利用累积损伤因子替代标准轴载在交通量换算中的作用,提出了直接计算各级轴载对路面结构总的累积疲劳损伤方法和新的水泥混凝土路面设计方法,并采用两组交通量对轴载累积损伤量的计算方法的准确性与可行性进行了验证。分析结果表明:公路横断面上各点处轴载的作用次数是不同的,各级轴载的累积疲劳损伤峰值不一定在同一位置,利用基于累积损伤因子的水泥混凝土路面设计方法计算得到两组交通量下路面的最不利位置厚度均为22cm,符合设计要求,其他位置厚度可按累积损伤曲线相应减小,此设计方法避免了现行规范基于标准轴载和疲劳耗损等效原则的水泥混凝土路面设计方法与路面实际损伤中存在的差异及轴载换算方法的局限性。     

更换吊杆后系杆拱桥受力状况评测

近20年来系杆拱桥在我国得到迅速发展,已经成为一种主要的桥型。随着使用期限的增长及近年交通量的增加,部分此类桥梁出现吊杆锚头锈蚀、吊杆钢丝锈蚀等病害。由于养护、检查不到位,导致因吊杆破坏而引起桥梁事故不断见诸报道。对更换吊杆后的某桥进行建模分析,并进行试验测试,将计算结果与试验结果进行对比后,结果表明新吊杆受力合理,应力应变处于弹性范围内,结构整体刚度符合理论值。     

基于疲劳可靠度的钢桥面板限载取值

为确定钢桥面板限载的合理取值,建立钢桥面板多尺度有限元模型,利用动态称重(WIM)和Monte Carlo方法生成随机车流样本并进行有限元模型动态加载,通过雨流计数法获取钢桥面板随机疲劳应力谱,基于可靠度理论和疲劳累积损伤理论计算钢桥面板典型细节疲劳可靠度,提出基于疲劳可靠度的钢桥面板限载取值方法;以某跨海斜拉桥钢桥面板为例,基于连续12个月的WIM数据,分别对钢桥面板典型细节进行疲劳可靠性评估,考虑交通量和荷载水平的线性年增长系数,确定了不同交通状况下钢桥面板的限载取值。研究结果表明：当前交通状况下钢桥面板疲劳可靠度指标均高于目标疲劳可靠度指标;交通量和荷载水平对钢桥面板疲劳可靠度指标影响较大,考虑交通量线性年增长系数为2.0%或荷载线性年增长系数为0.4%时,钢桥面板部分细节在设计使用年限内疲劳可靠度指标低于目标疲劳可靠度指标;考虑交通量线性年增长系数为3.0%且荷载线性年增长系数为0.6%时,当前49.0 t限载条件下细节疲劳可靠度指标低于目标疲劳可靠度指标,设置限载为36.5 t时疲劳可靠度能够满足疲劳安全要求;当前荷载水平下行车道最大日均货车交通量为3 820 veh,运营过...     

跨座式双轴宽轮距转向架构架焊缝参数敏感性分析

为克服整体法进行焊接结构强度设计时造成的母材强度过剩,焊缝强度不足的问题,建立了包括焊缝在内的新型双轴宽轮距转向架构架的有限元模型,采用Hyperworks中的Optistruct模块进行静强度分析,在动力学软件Adams中建立包括转向架在内的整车动力学仿真模型,根据实际运营情况仿真得到用于疲劳计算的各关键点的时间载荷历程。考虑缺口应力和应力修正对焊缝的影响,对焊缝进行疲劳损伤分析,并对关键焊缝参数进行了敏感性分析,从分析结果可以看出焊接熔深和焊接厚度对于焊缝的疲劳损伤的影响是决定性的,焊缝的倾斜角度的影响力几乎为零,缺口尺寸对焊缝疲劳损伤的影响也尤为关键。     

高速列车齿轮箱应力响应与疲劳损伤评估

进行了高速列车线路试验, 研究了GPS信号与齿轮箱结构的受力特点, 获取了扭矩载荷和振动载荷作用下齿轮箱的应力时间历程曲线, 分析了在扭矩载荷、振动载荷作用下齿轮箱的应力响应特性, 并编制了应力谱, 利用疲劳损伤影响参数来反映扭矩载荷和振动载荷对齿轮箱疲劳损伤的影响程度。研究结果表明: 在扭矩载荷作用下, 列车牵引与制动的交替变化会使齿轮箱产生较大的应力响应, 最大应力幅值为25.80MPa; 在制动工况下, 齿轮箱应力呈阶梯形变化; 列车低速运行时齿轮箱吊杆座端部的高应力幅值频次大于高速阶段, 结构疲劳损伤影响参数由0.20减小到0.08, 减小了60.0%。在振动载荷作用下, 列车运行速度由350km·h-1减小到200km·h-1时, 齿轮箱吊杆座端部的应力响应强度由2.08MPa减小到0.97MPa, 降低了53.4%;在同一速度等级下, 列车头部齿轮箱的应力幅值低于列车尾部; 列车由牵引状态转变为惰性运行时, 齿轮箱的应力响应强度由3.4MPa减小到1.0MPa, 降低了70.6%;列车由低速运行转为高速运行时, 齿轮箱端部疲劳损伤影响参数由0.009增大到0.260, 增大了27.9倍。      

梁拱组合体系桥梁吊杆张拉方案合理性研究

以梁拱组合体系桥梁为研究对象,通过有限元MIDAS/CIVIL软件,模拟采用支架法施工的桥梁体系转化过程,通过研究不同吊杆张拉方案下结构过程内力的变化情况,探讨了不同吊杆张拉方案的合理性。研究结论如下:有限元的分析计算中,系梁脱架体系转换过程可在吊杆第一次张拉完毕后采用一次脱架考虑;结构施工过程中的应力在吊杆第一次张拉期间变化较小,结构应力的变化受吊杆第二次张拉影响较大;对称交替张拉吊杆方式可使张拉过程中结构的应力分布更均匀,有利于保证结构的安全;在梁拱组合体系桥梁的吊杆张拉施工前,对吊杆初张拉的目标值进行验算及优化是有益的。     

系杆拱桥吊杆张拉施工控制方法

基于差值迭代法与无应力状态法原理,提出一种系杆拱桥吊杆张拉控制的计算方法.该方法以设计吊杆成桥内力状态为目标,建立一次成桥计算模型,采用差值迭代法计算合理吊杆张拉力值,以使得成桥状态符合设计要求,以此得出成桥状态吊杆的无应力索长;然后按实际施工步骤建立施工阶段模型.采用无应力状态法.以各吊杆无应力索长来指导吊杆到住张拉...