钢-UHPC轻型组合结构构造细节疲劳评估与优化研究
发布时间：2023-10-26 19:35
钢-UHPC轻型组合桥面结构是一种由正交异性钢桥面板与UHPC层通过剪力栓钉组合而成的新型桥面结构。该新型桥面结构的提出旨在综合改善正交异性钢桥面板容易疲劳开裂以及沥青铺装层容易破损等难题。由于钢-UHPC轻型组合桥面结构体系新颖,实桥应用尚少,目前国内外对钢-UHPC轻型组合桥面体系的研究大多为模型试验研究和理论分析研究,而基于实桥测试数据的疲劳研究较少,UHPC层对实桥正交异性钢桥面常见疲劳细节的影响尚不明确,同时也缺乏对UHPC层厚度的确定方法。为此,本文主要开展了以下研究并得到了相应结论:(1)实桥试验研究。通过对轻型组合桥面结构铺设UHPC层前后实桥现场测试试验得到了正交异性钢桥面板常见疲劳细节的应力响应时程,对比分析了铺设UHPC层前后各个细节应力响应变化特征,其结果表明铺设UHPC层后各个细节应力响应降幅明显。通过对比不同位置的细节应力降幅结果,揭示了UHPC层对轻型组合桥面结构实桥细节应力响应的影响规律。(2)数值仿真分析研究。通过条带模型静力加载实验数据与三种有限元模型(完全滑移模型、部分滑移模型和无滑移模型)分析结果的对比,确定了适用于疲劳分析的模型,在此基础上建立...
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 正交异性钢桥面板的发展历史
1.1.2 正交异性钢桥面板的常见病害
1.2 研究现状
1.2.1 正交异性板疲劳研究现状
1.2.2 钢桥面铺装研究现状
1.2.3 本文采用的桥面方案
1.3 本文的主要工作
1.3.1 研究目的
1.3.2 主要研究内容及完成的工作
1.3.3 本文的创新点
1.4 本文的技术路线
第2章 轻型组合桥面板实桥测试研究
2.1 本章研究概况
2.2 实桥测试目的与测试方案
2.2.1 测试目的
2.2.2 工程背景
2.2.3 测试加载方案
2.3 数据采集与处理
2.4 实桥测试结果与分析
2.4.1 细节1:纵肋-面板焊缝
2.4.2 细节2:纵肋底部对接焊缝
2.4.3 细节3:纵肋-横隔板焊缝焊缝端部位置
2.4.4 细节4:纵肋-横隔板焊缝横隔板弧形切口起点位置
2.4.5 细节5:横隔板弧形切口自由边
2.4.6 测试结果对比讨论
2.5 本章小结
第3章 轻型组合桥面板有限元分析
3.1 本章研究概况
3.2 轻型组合桥面有限元分析初探
3.2.1 模型试验
3.2.2 有限元模型
3.2.3 有限元模型结果对比
3.3 枫溪大桥轻型组合桥面有限元模型模拟
3.3.1 有限元模型建模
3.3.2 结果对比分析
3.4 其他因素的考虑
3.4.1 速度的影响
3.4.2 多车辆的影响
3.5 本章小结
第4章 轻型组合桥面板的疲劳评估
4.1 本章研究概况
4.2 基于名义应力法评估
4.2.1 名义应力法
4.2.2 基于试验结果的名义应力法评估
4.3 基于热点应力法评估
4.3.1 热点应力法
4.3.2 轻型组合桥面结构热点应力评估
4.4 基于等效结构应力法评估
4.4.1 等效结构应力法
4.4.2 轻型组合结构等效结构应力法评估
4.5 弧形切口自由边的疲劳评估
4.6 疲劳评估方法对比分析
4.7 本章小结
第5章 轻型组合桥面板UHPC层厚度设计方法
5.1 本章研究概述
5.2 UHPC层参数试验
5.3 UHPC层厚度的确定方法
5.3.1 单位荷载影响面
5.3.2 影响面加载
5.3.3 考虑轮载横向分布的影响
5.3.4 UHPC层厚度设计曲线
5.4 UHPC层厚度设计曲线的实用性
5.5 本章小结
第6章 横隔板弧形切口的优化分析
6.1 本章研究概述
6.2 常规弧形切口形式的对比
6.2.1 弧形切口几何参数
6.2.2 有限元模型
6.2.3 计算结果对比与分析
6.3 弧形切口形式优化
6.4 无弧形切口横隔板
6.5 无弧形切口形式应用设想
6.6 本章小结
结论与展望
1 主要结论
2 论文展望
参考文献
致谢
附录 A(攻读学位期间所发表的学术论文)
本文编号：3856851
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 正交异性钢桥面板的发展历史
1.1.2 正交异性钢桥面板的常见病害
1.2 研究现状
1.2.1 正交异性板疲劳研究现状
1.2.2 钢桥面铺装研究现状
1.2.3 本文采用的桥面方案
1.3 本文的主要工作
1.3.1 研究目的
1.3.2 主要研究内容及完成的工作
1.3.3 本文的创新点
1.4 本文的技术路线
第2章 轻型组合桥面板实桥测试研究
2.1 本章研究概况
2.2 实桥测试目的与测试方案
2.2.1 测试目的
2.2.2 工程背景
2.2.3 测试加载方案
2.3 数据采集与处理
2.4 实桥测试结果与分析
2.4.1 细节1:纵肋-面板焊缝
2.4.2 细节2:纵肋底部对接焊缝
2.4.3 细节3:纵肋-横隔板焊缝焊缝端部位置
2.4.4 细节4:纵肋-横隔板焊缝横隔板弧形切口起点位置
2.4.5 细节5:横隔板弧形切口自由边
2.4.6 测试结果对比讨论
2.5 本章小结
第3章 轻型组合桥面板有限元分析
3.1 本章研究概况
3.2 轻型组合桥面有限元分析初探
3.2.1 模型试验
3.2.2 有限元模型
3.2.3 有限元模型结果对比
3.3 枫溪大桥轻型组合桥面有限元模型模拟
3.3.1 有限元模型建模
3.3.2 结果对比分析
3.4 其他因素的考虑
3.4.1 速度的影响
3.4.2 多车辆的影响
3.5 本章小结
第4章 轻型组合桥面板的疲劳评估
4.1 本章研究概况
4.2 基于名义应力法评估
4.2.1 名义应力法
4.2.2 基于试验结果的名义应力法评估
4.3 基于热点应力法评估
4.3.1 热点应力法
4.3.2 轻型组合桥面结构热点应力评估
4.4 基于等效结构应力法评估
4.4.1 等效结构应力法
4.4.2 轻型组合结构等效结构应力法评估
4.5 弧形切口自由边的疲劳评估
4.6 疲劳评估方法对比分析
4.7 本章小结
第5章 轻型组合桥面板UHPC层厚度设计方法
5.1 本章研究概述
5.2 UHPC层参数试验
5.3 UHPC层厚度的确定方法
5.3.1 单位荷载影响面
5.3.2 影响面加载
5.3.3 考虑轮载横向分布的影响
5.3.4 UHPC层厚度设计曲线
5.4 UHPC层厚度设计曲线的实用性
5.5 本章小结
第6章 横隔板弧形切口的优化分析
6.1 本章研究概述
6.2 常规弧形切口形式的对比
6.2.1 弧形切口几何参数
6.2.2 有限元模型
6.2.3 计算结果对比与分析
6.3 弧形切口形式优化
6.4 无弧形切口横隔板
6.5 无弧形切口形式应用设想
6.6 本章小结
结论与展望
1 主要结论
2 论文展望
参考文献
致谢
附录 A(攻读学位期间所发表的学术论文)
本文编号：3856851
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3856851.html
