钢筋混凝土梁桥在车辆荷载谱作用下的动力性能分析-结构工程专业论文.docxVIP

摘 摘 要 钢筋混凝土桥梁随着运营时间的不断增长，混凝土开裂、钢筋锈蚀、承载能 力下降。许多运营桥梁包括按抗裂度设计的有限预应力混凝土桥梁在使用阶段出 现裂缝，并随着车辆荷载的反复作用，裂缝1i断扩展。从设计方面讲，桥梁是按 恒荷载、活荷载的最不利情况组合，采用静力强度设计的，而实际运营中的桥梁 承受的是日常各种荷重车辆的反复作用。桥梁的整个生命期就是车辆反复作用的 累积损伤过程。在荷载的反复作用下，桥梁结构将发生疲劳损伤，甚至发生破坏。 研究车辆荷载谱作用下钢筋混凝土桥梁的力学性能显得十分必要。本文首先探讨 了车辆荷载谱的建立问题，利用前人的研究成果，编制车辆荷载谱模拟程序，构 造不同运营状态下的车辆荷载谱，利用有限元程序将模拟所得荷载谱加载到混凝 土简支T型梁桥上，分析了单车道偏载、单车道中载、双车道同向、双车道相向 情况下该模型的空间动力响应，并研究了车速对冲击系数的影响：同时建立了T 型梁有限元实体模型，分析了车辆荷载谱作用下梁的疲劳开裂、压区混凝土以及 拉区钢筋的应力时间历程等问题。 分析表明：利用计算机模拟车辆荷载谱，并将其加载到有限元模型上，进而 分析桥梁的力学性能是可行的。车速对冲击系数的影响是一个非常复杂的过程， 车辆在高速和低速时均有峰值出现，总体呈波动上升趋势；桥梁在车辆荷载谱作 用下，边跨梁的振动要比中间跨强烈，横向振动微弱，车流方向对桥梁振动的影 响不大。车辆荷载谱作用下T型梁动挠度大于设计荷载及验算荷载静载作用下的 挠度，但在设计规范规定的挠度范围之内：疲劳寿命可达2×106，但不超过2x 107；压区混凝土应力能够满足混凝土结构设计规范GB50010--2002关于疲劳验 算的规定，但拉区钢筋应力不能够满足该规范关于疲劳验算的规定，按公路钢筋 混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ023--85和JTG D62--2004设计的桥涵 均需要进行疲劳强度验算。 关键词：车辆荷载谱，有限元，动力响应，冲击系数，疲劳 Abs拄actWith Abs拄act With the increase of reinforced concrete bridges’operation time，concrete has cracked，and reinforcing steel bar has been rusted，and their load-carrying capability has decreased unceasingly．Many existing bridges include prestressed concrete bridges，which were designed obeying the rule of cracking strength，cracked and their cracks propagate unceasingly under automobile loading．In the aspect of design， bridgelS design loads the worst combination of activity loads and constant load， which static loads．But the loads in existing bridges are automobile loading． Bridges’whole life is a course of cumulative damage under automobile loading Under the loads bridge’S structure will give birth to cumulative damage，and SO much be destroyed．So it is very important and necessary that we study the mechanical properties of reinforced concrete beam bridges under automobile load spectrum．This paper firstly discusses the problem of coming into being automobile load spectrum Making of others study fruits，author writs the program of VLS，vehicle load spectrum，and gets vehicle load spectrum in different traffic condffion．Using ANSYS a familiar finite el