安庆长江大桥索锚固结构静载与疲劳试验研究

摘要

安庆长江大桥索梁锚固采用了锚箱结构，这种结构在静载作用下的应力分布、传力途径以及在脉动荷载作用下的疲劳强度、板件焊缝的可靠性如何，是设计和施工中必须解决的问题。本文结合安庆长江大桥索梁锚固结构静载与疲劳试验，对这些问题进行了深入地分析和研究。　　首先，本文对索梁锚固结构在静载作用下各板件的传力机理、应力分布、应力集中现象进行了分析，得出了一些有用的规律与结论，并验算了结构的静力强度，从而验证了结构的合理性和安全性。　　其次，分别对静载试验模型和疲劳试验模型进行了有限元计算分析，把计算结果与试验结果进行比较，验证了试验结果。　　最后，对疲劳试验中有关裂纹以及影响焊缝疲劳强度的主要原因进行了探讨。应用线弹性断裂力学理论对索梁锚固结构的焊缝进行了计算分析，得出了描述焊缝疲劳性能的S-N曲线，借以对焊缝疲劳进行了分析研究，探讨了裂纹扩展速率、疲劳累积损伤理论、应力强度因子等相关理论。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1斜拉桥的布置和结构体系

1.2斜拉桥的索梁锚固结构

1.2.1斜拉桥锚固结构的设计原则

1.2.2斜拉索与钢梁的锚固型式

1.3模型试验的桥梁概况

1.3.1主要技术标准

1.3.2主体结构

1.4索梁锚固区研究现状

1.5本文的主要工作

第2章索梁锚固区静载试验概况

2.1引言

2.2试验模型

2.3静载试验测点布置及加载工况

第3章静载试验结果分析

3.1各板件应力实测值

3.2各板件应力分析

3.2.1锚箱顶、底板应力分析

3.2.2锚箱内、外侧板应力分析

3.2.3主梁腹板应力分析

3.2.4其它板件应力分析

3.3应力发展历程分析

3.3.1概述

3.3.2应力发展历程

3.4锚箱结构位移分析

第4章静载试验模型有限元计算分析

4.1概述

4.2有限元计算结果

4.2.1锚箱应力

4.2.2主梁腹板应力

4.3试验实测值与有限元计算值比较

4.4锚箱与腹板连接焊缝强度检算

4.5索梁锚固中的非线性接触问题

第5章疲劳强度理论回顾

5.1概述

5.2疲劳研究现状

5.3疲劳相关理论

5.3.1疲劳裂纹萌生和扩展

5.3.2 S-N曲线

5.3.3疲劳累积损伤理论

第6章索梁锚固区疲劳试验

6.1引言

6.2试验模型及加载情况

6.3疲劳试验应力结果

6.4疲劳试验模型有限元分析

6.5焊接疲劳裂缝分析

6.5.1角焊缝应力分布及破坏形式

6.5.2疲劳试验裂缝分析

第7章焊缝疲劳强度分析

7.1概述

7.2线弹性断裂力学理论

7.3角焊缝断裂实用计算公式

7.4角焊缝S-N曲线

7.5焊缝疲劳计算

7.6裂纹扩展速率

7.7有关规范焊缝疲劳容许应力

7.7.1按照我国的钢结构设计规范

7.7.2按照美国公路桥梁设计规范《AASHTO》

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目