中小跨徑鋼筋混凝土拱橋在車輛荷載作用下的疲勞特性研究.pdf

1、我國幅員遼闊，地形復(fù)雜，大大小小的各式橋梁對我國交通運輸業(yè)的發(fā)展起著關(guān)鍵性的紐帶作用，其中以中小跨徑的鋼筋混凝土拱橋尤為常見。近十年來，隨著國內(nèi)交通運輸業(yè)井噴狀的發(fā)展，大部分地區(qū)的實際交通量已經(jīng)遠遠超出了已建橋梁當(dāng)初設(shè)計時候的設(shè)計交通量，由于車輛運行而導(dǎo)致的橋梁問題亦尤其突出。其中，由于車輛運行而導(dǎo)致的橋梁疲勞問題在世界范圍內(nèi)時有發(fā)生，由此給社會帶來的巨大損失和慘痛教訓(xùn)使得對橋梁疲勞問題的研究尤為重要。本文對中小跨徑鋼筋混凝土拱橋的疲勞

2、分析是以經(jīng)典的Palmgren-Miner線性累積損傷理論為基礎(chǔ)的。造成公路橋梁疲勞損傷的主要因素是日常實際的隨機汽車荷載流，本文在前人對車輛荷載的長期調(diào)查、統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，利用MATLAB軟件的自帶函數(shù)模擬了隨機汽車荷載流，借助大型通用有限元軟件ANSYS建立了一座中小跨徑的拱橋有限元模型，通過ANSYS的參數(shù)化設(shè)計語言APDL編制宏命令LOAD，將MATLAB軟件程序所生成的隨機汽車荷載流以雙車道同向行駛和雙車道反向行駛兩種方式加載于

3、橋上，分別對拱橋模型進行瞬態(tài)動力分析，通過分析得到兩種情況下的拱圈危險截面的應(yīng)力譜。以鋼筋和混凝土的S-N曲線為基礎(chǔ)，按照線性疲勞累積損傷的原理，分別考慮混凝土和鋼筋的疲勞損傷。由于汽車行駛過程中的沖擊作用，必然會加大橋梁的循環(huán)應(yīng)力，因此，本文以沖擊系數(shù)的方式，將車輛的沖擊作用加以考慮，重新分析了隨機汽車荷載流作用下拱橋的疲勞損傷問題，最終實現(xiàn)了中小跨徑鋼筋混凝土拱橋的疲勞損傷計算與剩余壽命的預(yù)測。最后，為簡化計算，以橋梁疲勞荷載譜的形