钢桥主桁节点与横梁连接疲劳性能研究-桥梁与隧道工程专业论文.docxVIP

西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页 摘要 随着公路与轻轨两用钢桥的迅速发展，主桁节点与横梁连接的疲劳性 能，对整个桥梁的安全性能影响日益重要。主桁拼装节点与横梁之间一般采 用角钢和高强度螺栓进行连接。本文结合国内外的研究成果，对此种连接的 构造细节疲劳性能的影响因素进行了分析和研究。此外，国内外并没有适用 于公路与轻轨两用桥梁的疲劳荷载谱，本文对该类桥梁疲劳荷载谱做了一定 的研究，为公轨两用桥梁疲劳荷载谱的制定提出了自己的建议。 本文首先介绍了钢桥的疲劳强度理论，包括线性累积损伤理论和疲劳裂 纹扩展的断裂力学原理。然后，比较了国内外规范对此类构造的规定；采用 断裂力学原理对潜在裂纹进行了比较分析，得到在假定裂纹深度下的临界裂 纹长度，探讨了构件疲劳寿命的断裂力学计算方法。本文第四章介绍了横梁 与主桁节点、横梁与纵梁的半刚性连接，比较了半刚性连接的M-由曲线的各 种模式，并结合国内外出现的此类连接疲劳破坏的实例，对其破坏原因做了 一定的研究。 本文的后半部分，是以重庆朝天门长江大桥为工程背景的。根据英国规 范BS5400规定，该连接潜在开裂位置为角钢的螺栓孔处(或与高强度螺栓接 触面处)，采用有限元分析结果确定了该细节的疲劳应力幅。采用断裂理论判 断了潜在开裂位置在假定裂纹下的是否发生断裂。根据国内外规范验算检算 了此类连接的疲劳性能，并对该桥主桁节点与横梁连接的疲劳试验提供了试 验方案。 本文的最后，根据英国规范BS5400和美国规范AASHTO，采用有限元方 法分析结果得到的该疲劳细节的影响线。然后，采用两个规范的标准疲劳车 进行加载，得到此细节的内力历程。采用泄水法，根据实际的交通量，确定 此细节的内力频值谱，从而制定了该公轨两用桥的疲劳荷载谱。 关键词：主桁节点；横梁；疲劳；断裂；半刚性连接；疲劳荷载谱  西南交通大学硕士研究生学位论文 第1I页 ABSTRACT Fatigue property of connection between primary truss joint and crossbeam，has important influence on the bridges’ safety，and i t becomes more and more，as the development of highway and rai lway bi—purpose bridges．In the connection angle steels and high strength preloaded bolts are usually adopted．The factors are analyzed，which affect the fatigue property of the connection，under the background of Chongqing Chaotiaamen Yangtze Bridge，and results of domestic and foreign research is applied．Farthmore，there is no norm of fatigue load of highway and railway bi-purpose bridges．it is studied that establishing fatigue load spectrum of such bridges．A suggestion is made，which makes fatigue load spectrum of highway and railway bi-purpose bridges． At first，theory of fatigue Strength is introduced，including theory of 1 inear cumulative fatigue damage，and fracture mechanics theory of fatigue crack growth in steel bridge．And then，Comparatively analyse the difference for the detail in several norms．Fracture mechanics is appl ied for potential cracks，and critical length of crack with assumed depth was obtained．Method of prediction of fatigue life with fracture mechanics is discussed．The semi-rigid