PC桥梁论文：基于损伤累积效应的PC桥梁疲劳性能演化分析.doc

1、 PC 桥梁论文：基于损伤累积效应的 PC 桥梁疲劳性能演化分析【中文摘要】桥梁及其构造物作为交通运输领域的重要结构工程,不仅承担着繁重的运输承载任务,更关系到国家和人民的财产和生命。面对日益多样增加的运输任务和复杂多变自然环境,桥梁及其构造物损毁和局部损伤频发。因此,桥梁结构工程的耐久性及安全性更趋重要,科研工作者开始逐步审视桥梁设计、施工、运营及维护中的问题及其解决方法。本文尝试从结构损伤累积效应的角度,在桥梁从施工到运营阶段乃至结构全寿命周期中,通过建立基于预制的损伤累积数值模型,分析研究桥梁施工阶段和运营阶段存在的既有损伤及阶段累积损伤,对桥梁结构的影响效应及其疲劳应力(幅)发展规律。

2、通过对 PC 桥梁的累积损伤及疲劳特性进行定量和定性分析,以期对实际问题的解决有所参考。本文主要研究内容如下：第一,通过对施工中和运营中桥梁的调查,分析得出桥梁各阶段存在的问题和研究现状,并指出各类损伤及累积损伤可能造成的危害及其引起原因。在提出问题的基础上,提出目前国内外有关桥梁结构损伤及累积损伤研究状况及存在的问题,重点分析了桥梁结构在施工阶段和运营阶段形成的损伤及后期的累积损伤。进而指出 PC 桥梁结构中大量使用的混凝土及钢筋的疲劳特性,以及由累积损伤引起的材料自身疲劳演化特性。第.【英文摘要】As the important structure in the field of tran

3、sportation, the bridge and its members are not only undertaking the transport task, but also are related to the life of us and the property of our country. In the modern times, with the development of the transportation, which is heavier and higher frequency, so the damages from the whole or the loc

4、al of the bridge are incurred more and more. In this way, the durability and safety of the bridge are payed more attention to and the design, construction, operation.【关键词】PC 桥梁 重载交通 累积损伤模型 累积损伤工况 标准疲劳车辆荷载 疲劳损伤演化【英文关键词】PC bridge Heavy-load transportation Accumulated damage model Fatigue damage Standa

5、rd fatigue truck loading fatigue damage evolution【目录】基于损伤累积效应的 PC 桥梁疲劳性能演化分析 摘要 4-6 Abstract 6-7 第 1 章 绪论 10-24 1.1 问题的提出及研究意义 10-12 1.2桥梁结构累积损伤研究现状 12-18 1.2.1 桥梁结构施工阶段损伤 14-15 1.2.2 桥梁结构运营阶段损伤 15-18 1.3 PC 桥梁疲劳性能概述 18-22 1.3.1 钢筋的疲劳 20-21 1.3.2 混凝土的疲劳 21-22 1.4 本文主要研究内容 22-24 第 2章 考虑损伤累积的桥梁结构分析 24

6、-33 2.1 桥梁结构损伤的界定 24-29 2.1.1 强度退化损伤 25-26 2.1.2 刚度退化损伤 26-27 2.1.3 耐久性退化损伤 27-29 2.2 桥梁结构损伤的表现 29-30 2.3 桥梁结构累积损伤变量 30-31 2.4 桥梁结构累积损伤分析模型 31-32 2.4.1 典型累积损伤分析模型 31 2.4.2 典型累积损伤工况组合 31-32 2.5 本章小结 32-33 第 3 章 施工阶段累积损伤效应实例研究 33-54 3.1 正常施工累积损伤效应分析 33-41 3.1.1 某特大跨径刚构桥工程概述 33-34 3.1.2 累积损伤数值模型 34-35

7、3.1.3 累积损伤模型主要结果 35-41 3.1.4 总体评价及结论 41 3.2 非正常施工累积损伤效应 41-52 3.2.1 某黄河特大桥工程概述 42-44 3.2.2 累积损伤数值模型 44-46 3.2.3 累积损伤模型主要结果 46-52 3.2.4 总体评价及结论 52 3.3 本章小结 52-54 第 4 章 基于损伤累积的桥梁结构疲劳特性 54-70 4.1 考虑累积损伤的桥梁结构疲劳分析模型 54-58 4.1.1 P-Miner 线性准则模型 55 4.1.2 Manson 非线性准则模型 55-56 4.1.3 Lemaitre 公式及其修正模型 56-57 4.

8、1.4 Aas-Jakobsen 模型 57 4.1.5 Corten-Dolan 非线性模型 57 4.1.6 OH 非线性模型 57-58 4.2 重载公路桥梁疲劳特性数值分析 58-66 4.2.1 国外已有公路桥梁疲劳荷载(谱) 58-60 4.2.2 内蒙古运煤公路桥梁车辆现状调查 60-64 4.2.3 基于实际交通的重载疲劳车辆荷载 64-66 4.3 基于 FEM 的疲劳损伤数值分析模型 66-69 4.4 本章小结 69-70 第 5章 PC 桥梁结构疲劳特性演化分析 70-79 5.1 关于疲劳应力及应力幅的考虑 70-71 5.2 关于疲劳位移及位移幅的考虑 71-72 5.3 桥梁结构标准疲劳车辆荷载计算实例 72-77 5.3.1 DSC 一模型疲劳累积作用特性 74-75 5.3.2 DSC 二模型疲劳累积作用特性 75 5.3.3 DSC 三模型疲劳累积作用特性 75-76 5.3.4 DSC 四模型疲劳累积作用特性 76-77 5.4 本章小结 77-79 第 6 章 结论与展望 79-82 6.1 本文主要结论 79-80 6.2 对课题研究的不足和展望 80-82 致谢 82-83 参考文献 83-88 攻读硕士学位期间发表论文 88 攻读硕士学位期间参加的项目 88