鋼橋U型肋正交異性板的疲勞累積損傷分析.pdf

1、目前，我國還沒有關于正交異性鋼橋面板的設計規(guī)范，國外相關規(guī)范也在不斷修訂完善中，但僅可作為參考，能否直接用于我國大跨度正交異性整體鋼橋面橋梁的設計尚缺乏可靠依據(jù)。因此有必要對正交異性鋼橋面板受力特別是疲勞性能進行較為系統(tǒng)的研究，并對研究成果進行總結，為將來橋梁設計提供理論支持和技術儲備。從目前的研究現(xiàn)狀來看，國內外的專家和學者主要是基于疲勞試驗和傳統(tǒng)的疲勞分析方法對正交異性鋼橋面板疲勞性能進行研究。受限于疲勞試驗的高研究成本，理論分析在

2、疲勞研究領域是一個重要途徑。而傳統(tǒng)的分析方法并不能揭示正交異性鋼橋面板疲勞破壞全過程，不能科學地反映正交異性鋼橋面板疲勞破壞的特征。本文主要基于損傷力學理論結合有限元分析方法對U型肋正交異性鋼橋面板的疲勞累積損傷過程進行模擬分析，以期得到對正交異性鋼橋面板疲勞損傷全過程分析方法的實現(xiàn)。本文主要進行了以下幾方面的工作：
　?、倬C合各國規(guī)范和工程實踐，選取了3種常見的弧形切口形式，建立了鋼橋面板空間有限元模型；對4處構造細節(jié)分別進行了

3、橫向最不利加載位置分析，并依據(jù)分析結果在縱橋向施加單位輪載，提取了構造細節(jié)處的應力縱向影響線；在此基礎上驗證多車效應對鋼橋面板疲勞分析的影響。
　?、诓捎糜炅鞣▽崿F(xiàn)了對隨機荷載的統(tǒng)計處理，并計算得到正交異性鋼橋面板各疲勞細節(jié)的等效應力幅。
　?、鄄捎?FORTRAN90編寫用戶材料子程序 UMAT以反映疲勞損傷對單元剛度的影響，即耦合疲勞損傷的材料模型；并基于有限元軟件ABAQUS進行軟件的二次開發(fā)，完成了損傷力學－有限元方

4、法對正交異性鋼橋面板疲勞累積損傷過程的模擬分析。
　?、芡ㄟ^損傷力學－有限元法分別對三種不同弧形切口形式的正交異性鋼橋面板有限元模型進行疲勞累積損傷分析，并比較了橫梁不同的弧形切口形式對正交異性鋼橋面板疲勞性能的影響。分析結果表明：弧形切口的形式對頂板兩處細節(jié)的疲勞性能影響不大，但對于橫梁弧形切口周邊的疲勞細節(jié)而言，歐洲規(guī)范EUROCODE3規(guī)定的弧形切口形式疲勞性能要優(yōu)于美國規(guī)范AASHTO LRFD規(guī)定的形式以及我國虎門大橋采