公路桥梁疲劳试验二维荷载谱研究

摘要

随着桥梁结构向高强、轻质方向发展，以及超重车过桥的情况愈来愈频繁，导致越来越多的公路桥梁的构件在高应力多循环的状态下工作，疲劳破坏的现象时有发生。本文依托国家973课题“桥梁结构行为演化理论与安全监测方法研究”，通过分析常用交通状况调查方法以及国内外车辆频值谱编制方法，对公路桥梁疲劳试验二维荷载谱的编制方法进行了理论研究，具体内容如下:
　　①介绍了常用的两种交通情况调查方法，提出了适合于多车道情况下的调查方法;
　　②对英国BS5400规范、美国AASHTO规范，欧洲Eurocode规范以及Gerhardt模型具有典型代表的车辆荷载谱编制方法进行了介绍，为我国公路桥梁车辆谱的编制提供参考依据;
　　③分析了在不同多车道下车辆荷载的加载方式，为多车道下公路桥梁的疲劳分析提供参考依据;
　　④提出基于不同车道的公路桥梁疲劳试验二维荷载谱编制流程;
　　⑤分析了四种公路桥梁疲劳试验二维荷载谱的编制方法。
　　本文的主要结论如下:
　　①按车道的不同建立公路疲劳试验二维荷载谱是可行的;
　　②二维荷载谱的荷载值大小与车道横向布置位置和车辆荷载谱有关;
　　③对于装配式桥梁而言，选取最不利单梁进行疲劳试验，对试验结果影响很小，且节省材料，更加经济;
　　④对于现浇连续梁桥而言，采用二维荷载谱进行疲劳试验加载，更加符合实际情况。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 车辆疲劳荷载谱研究现状

1．2．2 结构疲劳试验研究现状

1．3 本文主要研究内容

第二章 公路桥梁车辆等效疲劳荷载研究

2．1 概述

2．2 车辆荷载频值谱

2．2．1 交通状况调查

2．2．2 荷载谱统计分析方法

2．2．3 国外公路桥梁车辆荷载谱

2．3 结构细节内力历程的计算与处理

2．3．1 加载方式与原则

2．3．2 雨流计数法

2．4 等效内力幅的计算

2．4．1 循环次数的确定

2．4．2 等效疲劳荷载

2．5 本章小结

第三章 桥梁结构疲劳试验二维荷载谱的编制

3．1 公路桥梁不同车道下的车辆荷载谱

3．1．1 车辆类型

3．1．2 车辆重量

3．1．3 车辆横向分布

3．1．4 车辆运行规律

3．2 各个车道等效内力幅的计算与分析

3．2．1 各个车道等效内力幅计算

3．2．2 等效内力幅值疲劳分析

3．3 二维荷载谱下桥梁模型疲劳试验

3．3．1 试验荷载作用位置的确定

3．3．2 试验荷载加载值大小与次数

3．4 公路桥梁疲劳试验二维荷载谱编制流程

3．5 本章小结

第四章 桥梁结构疲劳试验二维荷载谱工程应用

4．1 装配式空心板梁桥

4．1．1 桥梁概况

4．1．2 全桥分析及内力历程

4．1．3 内力频值谱与荷载循环次数

4．1．4 疲劳试验的等效内力幅和加载荷载

4．2 两跨现浇钢筋混凝土空心板梁桥

4．2．1 桥梁概况

4．2．2 全桥分析及内力历程

4．2．3 内力频值谱与荷载循环次数

4．2．4 疲劳试验的等效内力幅和加载荷载

4．3 斜交T型梁桥

4．3．1 桥梁概况

4．3．2 全桥分析及内力历程

4．3．3 内力频值谱与荷载循环次数

4．3．4 疲劳试验的等效内力幅和加载荷载

4．4 三跨预应力混凝土连续梁桥

4．4．1 桥梁概况

4．4．2 全桥分析及内力历程

4．4．3 内力频值谱与荷载循环次数

4．4．4 疲劳试验的等效内力幅和加载荷载

4．5 本章小结

第五章 二维荷载谱作用下桥梁结构疲劳行为分析

5．1 模型的建立

5．2 线性静力分析

5．3 疲劳分析与结果

5．3．1 结构S-N曲线

5．3．2 结构寿命与损伤度

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 进一步工作的展望

致谢

参考文献

在学期问发表的论著及取得科研成果