论文部分内容阅读
拱桥的建设在以前很多都采取吊杆通过锚固来悬吊横梁的,结构是横梁承重,并且没有设置纵梁,对于吊杆的疲劳问题来说尤其严重。同时,实际建设的拱桥的吊杆产生大大小小不同的病害,如表面的锈蚀、PE保护套开裂、吊杆锚箱进水等严重问题,这些问题会导致吊杆产生锈蚀问题,严重的情况下会产生应力腐蚀。在疲劳和锈蚀的联合作用下,会产生吊杆的腐蚀疲劳问题。所以,本文先是全面的分析该中承式拱桥的受力性能,对比构造措施改进前后来分析其吊杆的疲劳性能;二是从吊杆局部入手,分析其锈蚀破坏的程度和分布,对吊杆的疲劳寿命进行分析。从工程背景桥梁长青桥出发,建立长青桥中跨有限元模型,选取车辆荷载以及计算模型并对桥面不平度进行合理的模拟,采用ANSYS和MATLAB程序对该拱桥的车桥耦合振动分析并得到吊杆的应力幅等指标。通过分析,发现处于跨中的长吊杆的应力要比处于拱脚的短吊杆的应力要小一些,承递增的分布。又计算并观察车速与桥面不平度对吊杆应力幅的作用,发现桥面不平度越差,吊杆应力幅也会随之变大;而车速的变化对于吊杆的应力幅起到的影响程度不是特别显著。然后从该拱桥的构造措施改进前后来分析吊杆的疲劳性能。通过增设纵向联系这一构造措施,发现吊杆的疲劳应力幅大大降低。通过在吊杆空隙处灌注水泥砂浆这一构造措施,发现吊杆的应力幅也有所减小。通过改变横梁的重量,发现横梁越轻,吊杆的应力幅会有一定提高,还考虑了车辆经过伸缩缝时的冲击作用,发现伸缩缝处的吊杆应力幅有一定增加,由于伸缩缝处不平顺,会增大该处吊杆的振幅和动力效应,导致更大应力幅。最后,从吊杆单根钢丝局部锈蚀问题出发,分析单根钢丝锈蚀坑的尺寸、形状、数量对其应力集中的影响,并通过DESIGNLIFE自编程序对吊杆单根钢丝疲劳寿命进行分析。发现局部锈蚀坑存在时,吊杆单根钢丝疲劳寿命将大大减小。形状越复杂的锈蚀坑,会引起更大的应力集中系数,疲劳寿命也会相应减小。最后考虑吊杆之间的相互作用会增加吊杆钢丝的应力,产生不利影响。