老龄铆接钢桥疲劳性能研究

摘要

在中国,桥龄超过50年的在役铆接钢桥数量超过一万孔。随着经济的发展,公路桥和铁路桥承受的荷载和车速都在提升,有些铆接钢桥已出现疲劳迹象。为了能保证这些桥梁的使用安全并且获得最大的经济效益,需对老龄铆接钢桥的剩余寿命和使用安全评估系统进行研究。本文对铆接接头进行了疲劳试验研究,并结合已有大量铆接接头疲劳试验数据深入研究铆接细节的疲劳强度。本文的主要研究内容如下:
　　首先,以百年老龄铆接钢桥—兰州中山桥为研究对象,切取实桥上的钢材制作带铆钉孔的钢板,在拉拉荷载下对试件进行疲劳试验,确定空孔试件的疲劳强度。为确定对接拼接型铆接接头的疲劳强度,从西安铁路局辖区内的一座老龄铁路铆接钢板梁桥上切取带铆钉的铆接接头试件,在拉拉荷载下对试件进行疲劳试验。结合已有疲劳试验结果,应用AASHTO规范和Eurocode规范的评价铆接接头的疲劳细节等级。
　　其次,归纳铆接细节疲劳评估的现状,并对大量关于铆接细节的疲劳试验结果进行统计。分析影响铆接细节疲劳强度的主要因素,将铆接细节分为五种类型,包括带孔钢板、剪切型铆接接头、通过铆钉连接的轧制梁和盖板、通过铆钉拼接腹板和角钢或翼缘和角钢的铆接钢板梁以及通过铆钉连接的桁架梁。应用德国规范DBRL805将不同应力比的试验结果转换为应力比R=0的试验结果。对试验数据进行最小二乘法的线性拟合,确定不同类型的铆接细节疲劳设计曲线的m值和疲劳强度。
　　本文的研究表明:现有的疲劳设计曲线评估铆接细节的疲劳寿命并不合理,不同类型的铆接细节的疲劳设计曲线需要确定其特定的m值和疲劳强度。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 选题背景

1.2 钢桥铆接连接

1.2.1 铆接连接的历史回顾

1.2.2 铆接连接的结构性能

1.3计算铆接钢桥剩余寿命的主要方法

1.4本文研究的关键问题

1.5本文的工作内容和研究方法

第二章 铆接钢桥疲劳研究综述

2.1铆接接头的疲劳试验研究

2.2铆接钢桥足尺大构件疲劳试验研究

2.3试验结果对比总结

2.4本章小结

第三章 铆接接头疲劳试验研究

3.1带铆钉孔钢板的疲劳试验研究

3.1.1钢材强度

3.1.2疲劳试件制备

3.1.3试验设备与仪器

3.1.4试验过程

3.1.5试验结果

3.2足尺铆接接头的疲劳试验研究

3.2.1疲劳试件制作

3.2.2试验设备以及仪器

3.2.3试验过程及结果

3.2.4试验结果分析

3.3本章小结

第四章 铆接细节的疲劳强度

4.1铆接细节的疲劳性能

4.1.1铆接细节的疲劳强度

4.1.2影响铆接细节疲劳强度的因素

4.2铆接疲劳细节分类

4.2.1试验结果选择的原则

4.2.2铆接细节的分类

4.2.3铆接细节的疲劳强度

4.3本章小结

结论与建议

参考文献

致谢