大跨徑鋼箱梁懸索橋的病害分析及正交異性鋼橋面板的疲勞研究.pdf

1、大跨徑鋼箱梁懸索橋憑借其特有的優(yōu)勢成為大跨度橋梁的優(yōu)先選擇。然而，由于懸索橋的施工技術(shù)、方法、質(zhì)量問題，材料缺陷，環(huán)境腐蝕，車輛超載以及運營期養(yǎng)護管理不到位等因素，導(dǎo)致了已建成的懸索橋出現(xiàn)了各種各樣的病害。病害的出現(xiàn)不僅影響了橋梁的正常運營，而且還會降低橋梁主體結(jié)構(gòu)的安全儲備。為了確保橋梁的結(jié)構(gòu)安全和運營安全，需及時進行科學(xué)的檢查、維修和技術(shù)狀態(tài)評價。
　　本文首先介紹了大跨徑鋼箱梁懸索橋的結(jié)構(gòu)特點，發(fā)展歷史和運營狀況，并總結(jié)了國

2、內(nèi)外對鋼箱梁懸索橋各類病害的的研究成果。
　　其次，針對鋼箱梁懸索橋橋型，將其分為主纜系統(tǒng)、吊索系統(tǒng)、鋼箱梁、錨碇、索塔、附屬設(shè)施、下部結(jié)構(gòu)七大部分，每個部分又細(xì)分為多個構(gòu)件。通過收集、分析國內(nèi)外的相關(guān)文獻資料和調(diào)研多座懸索橋病害實例，歸納總結(jié)了各個構(gòu)件典型病害的生成原因、發(fā)展趨勢及其對整體結(jié)構(gòu)的影響。研究表明，鋼絲銹蝕、鋼構(gòu)件腐蝕和鋼箱梁疲勞裂紋是最為常見的病害。鋼絲銹蝕和鋼構(gòu)件腐蝕主要是防護措施或防腐涂層失效導(dǎo)致的，有計劃地檢

3、測和及時維修是解決腐蝕問題的關(guān)鍵。而鋼箱梁疲勞開裂的原因較為復(fù)雜，往往是設(shè)計不足、施工缺陷、車輛超載和交通量過大共同導(dǎo)致的。
　　然后，使用有限元方法，對工程實例中的典型鋼箱梁疲勞裂紋病害進行了精細(xì)化建模。采用基于常幅疲勞設(shè)計準(zhǔn)則的疲勞分析方法和基于S-N曲線的線性累積損傷分析方法分析裂紋產(chǎn)生原因。并通過參數(shù)分析，探討了在設(shè)計階段避免該種疲勞開裂的方法。計算表明，實際交通量過大，超載嚴(yán)重和鋼箱梁頂板過薄是造成工程實例中鋼箱梁U肋過

4、焊孔頂板焊縫位置發(fā)生疲勞開裂的主要原因。通過增加頂板厚度能有效降低該構(gòu)造細(xì)節(jié)的疲勞應(yīng)力幅值。
　　之后，通過對國內(nèi)外及多行業(yè)養(yǎng)護評定規(guī)范的對比，利用專家經(jīng)驗法，提出了適用于大跨徑懸索橋的病害指標(biāo)取值和改進的技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)。目前中國的養(yǎng)護評定規(guī)范主要是針對中小橋梁或是簡單橋型，大跨徑懸索橋由于結(jié)構(gòu)、荷載復(fù)雜，在應(yīng)用上多有不適用之處。利用專家經(jīng)驗法可以利用多個專家的經(jīng)驗和智慧，對現(xiàn)行規(guī)范的病害指標(biāo)進行修改，并集成改進的技術(shù)狀況評定標(biāo)