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蕪湖長江大橋主橋長期實時監(jiān)控疲勞損傷及壽命評估系統(tǒng)研究

時間:2010-05-23 21:48來源: 作者:榮振環(huán)   點擊:
實時監(jiān)測 疲勞損傷 壽命評估
  【摘要】:通過在蕪湖長江大橋建立長期監(jiān)測系統(tǒng),對大橋?qū)嵤╅L期實時監(jiān)測和定期技術(shù)狀態(tài)評估,考察大橋在服役期內(nèi)完成設(shè)計預(yù)定功能的能力,提高橋梁的安全性。本文主要研究解決疲勞損傷及壽命評估問題,通過編制的疲勞評估系統(tǒng),對32個動應(yīng)力測點進行疲勞分析,將采集到的應(yīng)變歷程轉(zhuǎn)化為應(yīng)力譜,再經(jīng)由各個分析模塊得到等效應(yīng)力幅、最大應(yīng)力幅、實際損傷和損傷度等結(jié)果。這些結(jié)果均隨時不斷地存在數(shù)據(jù)庫中,作為大橋在使用中的歷史檔案,利用信息顯示系統(tǒng)可隨時對其進行觀測。 本研究除上述成果外,還對各測點的應(yīng)力監(jiān)測結(jié)果進行綜合分析比較,找到大橋的疲勞控制部位進行疲勞壽命評估。在仿真計算分析中,通過大型分析軟件ANSYS對斜拉橋三個典型整體節(jié)點實體建模,用系統(tǒng)采集并處理得到應(yīng)力譜對其加載,將得到的靜力分析結(jié)果分別輸入到疲勞分析軟件FE-SAFE中,預(yù)測最先開裂位置及各部位的壽命云圖,從而實現(xiàn)對起裂部位更為準(zhǔn)確的評估。 通過本文的研究工作,成功地建立了蕪湖長江大橋疲勞損傷及壽命評估系統(tǒng),并可推廣應(yīng)用于其他橋梁。 【關(guān)鍵詞】:實時監(jiān)測 疲勞損傷 壽命評估
【學(xué)位授予單位】:鐵道部科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2005
【分類號】:U446.2
【DOI】:CNKI:CDMD:2.2006.012933
【目錄】:
  • 第一章 緒論22-35
  • 1.1 概述22-23
  • 1.2 國內(nèi)外橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的研究現(xiàn)狀23-26
  • 1.3 研究目的和意義26-27
  • 1.4 長期監(jiān)測的基本方法及功能介紹27-31
  • 1.5 本文研究的背景和主要內(nèi)容31-35
  • 1.5.1 蕪湖長江大橋概況31-32
  • 1.5.2 蕪湖長江監(jiān)測系統(tǒng)簡介32-33
  • 1.5.3 本文的主要內(nèi)容33-35
  • 第二章 疲勞損傷和壽命評估的研究理論和方法35-44
  • 2.1 疲勞的基本概念35-36
  • 2.2 疲勞分析理論及方法概述36-38
  • 2.2.1 Miner理論36-37
  • 2.2.2 Carten-Dolan理論37-38
  • 2.3 確定疲勞荷載的方法38-40
  • 2.4 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的計算40-42
  • 2.4.1 雨流法40-41
  • 2.4.2 雨流計數(shù)法在計算機上的實現(xiàn)41-42
  • 2.5 疲勞抗力曲線(S-N曲線)42-44
  • 第三章 疲勞測點布置和疲勞損傷分析程序編制研究44-63
  • 3.1 疲勞測點布置44-52
  • 3.1.1 疲勞測點的目的44
  • 3.1.2 疲勞測點命名44-45
  • 3.1.3 疲勞測點的布置45-52
  • 3.2 疲勞損傷分析程序編制原理及各模塊功能概況52-60
  • 3.2.1 編制原理52-53
  • 3.2.2 疲勞抗力方程參數(shù)設(shè)定模塊53-54
  • 3.2.3 區(qū)分客貨車損傷模塊54-57
  • 3.2.4 極值統(tǒng)計及雨流處理模塊57-58
  • 3.2.5 實際損傷和最大幅值模塊58
  • 3:2.6 安全評定模塊58-59
  • 3.2.7 損傷度模塊59-60
  • 3.2.8 疲勞壽命估算模塊60
  • 3.3 疲勞分析結(jié)果顯示系統(tǒng)60-61
  • 3.4 后臺分析程序61-63
  • 3.4.1 節(jié)點疲勞分析的目的61-62
  • 3.4.2 疲勞分析軟件FE-SAFE介紹及計算原理62-63
  • 第四章 監(jiān)測結(jié)果分析及疲勞壽命評估63-86
  • 4.1 動應(yīng)力測點監(jiān)測結(jié)果分析研究63-64
  • 4.2 各測點疲勞性能評價64-72
  • 4.3 關(guān)鍵部位疲勞損傷計算和壽命評估72-77
  • 4.3.1 跨中主桁下弦桿疲勞損傷計算72-73
  • 4.3.2 跨中縱梁疲勞損傷計算73-74
  • 4.3.3 跨中縱梁和橫梁連接魚尾板處疲勞損傷計算74-75
  • 4.3.4 橋塔處縱梁和魚尾板測點疲勞損傷計算75-76
  • 4.3.5 壽命評估76-77
  • 4.4 疲勞信息發(fā)布系統(tǒng)77-80
  • 4.5 后臺疲勞分析80-86
  • 4.5.1 主橋跨中節(jié)點E28疲勞分析81-82
  • 4.5.2 橋墩支座處節(jié)點E15疲勞分析82-84
  • 4.5.3 斜拉索處節(jié)點A25疲勞分析84-86
  • 第五章 結(jié)論和展望86-90
  • 5.1 本文的主要結(jié)論86-88
  • 5.1.1 工作總結(jié)86-87
  • 5.1.2 主要結(jié)論87-88
  • 5.2 需進一步開展的工作88-90
  • 參考文獻90-92
  • 附錄92-94
  • 致謝94
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