2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、拱橋結(jié)構(gòu)在當(dāng)代橋梁建設(shè)中得到越來越多的應(yīng)用,這一橋型的安全性和耐久性問題也日益突出,其中,在中下承式拱橋中以吊桿體系的問題最為顯著。近年來發(fā)生的多起拱橋坍塌事故,大多是由于吊桿體系發(fā)生破壞所導(dǎo)致。研究發(fā)現(xiàn),在大量的吊桿體系破壞實(shí)例中,常常是以短吊桿失效為主,或短吊桿首先發(fā)生失效。影響吊桿體系耐久性的原因是多方面的,如腐蝕、疲勞等因素。一般地,可以認(rèn)為同一拱橋上各吊桿所處的自然環(huán)境是相同的,長短吊桿之間這種耐久性上的差異,主要是由于車輛荷

2、載產(chǎn)生的動(dòng)力效應(yīng)不同而導(dǎo)致。因此,有必要通過詳盡的分析,研究拱橋吊桿體系的安全及耐久性問題。本文在考慮車橋動(dòng)力耦合的基礎(chǔ)上,分析了吊桿體系尤其是短吊桿易于破壞的機(jī)理,深入研究了提高吊桿體系耐久性及保障吊桿體系安全性的設(shè)計(jì)方法。主要內(nèi)容如下:
  首先,建立車橋耦合動(dòng)力分析模型。分別建立了大跨度拱橋三維有限元結(jié)構(gòu)模型、空間多軸車輛模型和路面不平度模型并由三個(gè)模型組成車橋耦合動(dòng)力分析模型,進(jìn)行車橋耦合分析。通過橋梁靜動(dòng)態(tài)響應(yīng)的計(jì)算結(jié)果

3、與橋梁荷載試驗(yàn)實(shí)測結(jié)果的比較,驗(yàn)證了所建立的拱橋動(dòng)力分析模型,保證了模型的可行性。
  其次,基于所建立的考慮車橋耦合的動(dòng)力分析模型,對(duì)吊桿體系的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行分析。通過對(duì)吊桿應(yīng)力沖擊效應(yīng)、彎曲效應(yīng)的計(jì)算分析,研究了不周車速、車重、路面不平度以及車輛加速度對(duì)吊桿動(dòng)力響應(yīng)的影響。研究表明,車輛荷載對(duì)吊桿體系產(chǎn)生顯著的沖擊效應(yīng)和彎曲效應(yīng),進(jìn)而在吊桿截面產(chǎn)生較大的應(yīng)力變幅和明顯的不均勻應(yīng)力分布,使吊桿體系易于疲勞破壞。短吊桿截面應(yīng)力水平高

4、于長吊桿,受沖擊作用更為顯著,因而更易疲勞破壞。
  然后,基于本文所揭示的短吊桿更易疲勞破壞的工作機(jī)理,提出了吊桿體系的等剛度模型來提高吊桿體系的耐久性。通過調(diào)整吊桿體系軸向剛度來改善短吊桿在車輛荷載作用下的受力條件,提高短吊桿的抗沖擊性能,延長短吊桿使用壽命,進(jìn)而提高整個(gè)吊桿體系的耐久性。同時(shí),基于實(shí)際監(jiān)測車流統(tǒng)計(jì)模型所建立的車速車重聯(lián)合分布模型,建立車流荷載并通過車流加載分析,對(duì)等剛度模型中吊桿體系的耐久性進(jìn)行了評(píng)估。

5、>  最后,針對(duì)吊桿體系失效難以預(yù)測的問題,通過增設(shè)預(yù)警吊桿,提出了具有預(yù)警與破損安全功能的新型雙吊桿體系模型。基于該模型,探討了面向疲勞壽命的體系設(shè)計(jì)方法。通過使用壽命設(shè)計(jì)使吊桿體系具備以下性能:(1)預(yù)警吊桿與工作吊桿具有經(jīng)濟(jì)合理的疲勞壽命差;(2)預(yù)警吊桿破損時(shí),保證工作吊桿的安全和整體結(jié)構(gòu)形態(tài)正常。從而提高了吊桿體系安全運(yùn)營的可靠性。通過調(diào)整預(yù)警吊桿初始應(yīng)力來實(shí)現(xiàn)與工作吊桿之間的疲勞壽命差異。通過車流加載進(jìn)行疲勞壽命分析,對(duì)預(yù)警

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