中、下承式拱桥吊杆载荷行为及安全性研究

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吊杆是中、下承式拱桥中连接拱肋与桥道系的关键构件,作用于桥道系上的恒、活载,通过吊杆传给拱肋,实现桥梁的跨越能力。由于受当前设计理论、科学技术和工业水平发展进程的制约,拱桥吊杆、吊具的设计、制造、安装、防护、服役、维护、健康诊断、修复拆换、设计寿命的确定乃至于服役一定时期后剩余寿命的预测等等,皆无明确、统一的规范。在大量的中、下承式拱桥吊杆设计、安装、维护、修复拆换过程中,主要依据设计者的主观判断,以致因吊杆失效造成的桥梁损坏和事故时有发生。为此,本文在参考、总结已有研究成果的基础上,结合西藏拉萨市柳梧大桥的设计工作,对吊杆的载荷行为及其安全性设计作了较为深入、全面的研究,提出了自己的观点并应用于实际工程设计中。 首先,本文在对吊杆在恒、活载作用下的静、动力行为作了分析、计算后认为:1.网状吊杆比平行吊杆、斜吊杆具有更为优异的力学性能;2.吊杆的内力随拱肋、桥道系、自身刚度以及荷载大小不同而呈非线性变化;3.安全系数取值应大于2.39;4.现行冲击系数取值偏小。 其次,本文对吊杆的疲劳问题作了较为详尽的阐述,说明疲劳失效是吊杆毁损的主要原因,证明了风(雨)及其它因素引起的吊杆锚固端最大弯曲应力约为其恒载内力的15%,提出了吊杆疲劳设计以及剩余寿命估算的具体方法和计算公式,论述了吊杆服役期内的防护、健康检测以及修复拆换的相应措施或解决办法。 最后,文章基于“破损安全”原则,对拉萨柳梧大桥的吊杆、吊具进行设计,并计算出吊杆的设计疲劳寿命。
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