基于热点应力法的正交异性桥面板的疲劳性能研究

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1、表兩扛參硕±学位论文基于热点应力法的正交异性桥面板的疲劳性能研究专业名称；工涯力学研究生姓名：葫鹏导师姓名；斩慧副教巧中国南京东南大学二零一五年六月ＦａｔｉｕｅＡｎａｌｓｉｓｏｆＯｒｔｈｏｔｒｏｉｃＳｔｅｅｌＤｅｃｋｓｇｙｐ－ｂａｓｅｄｏｎＨｏｔＳｐｏｔＳｔｒｅｓｓＡｐｐｒｏａｃｈＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒ化ｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆ

2、ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＨＵＰＥＮＧＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆ．ＪＩＮＨＵＩＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖ。ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｎｅ２０１５东南大学学位论文独创性汚明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，论，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过

3、的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：細励鸣日期：Ｗ东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内一致容和纸质论文的内容相。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研巧生院办理。下。化＞研巧生签名

4、：命场响导师签名：斗聲曰期；摘要、有自重轻、极限承载正交异性钢桥面板是由相互垂直的纵横向加劲肋和桥面板焊接而成，具力大、施工周期短、结构美观等化点．因此被广泛应用于国内外的大、中跨径桥梁中。但正交异性钢桥面板结构构造复杂，焊缝长度大，又加上焊接造成的残余应力，结构本身存在的缺陷（＾＾及施工质畳和直接承受车轮载荷的反复作用等综合因素的影响。，正交异性钢桥面板易于遭受疲劳损伤目前各国钢桥的疲劳验算多采用名义应力法，该方法适用于结构较为简单的情况，对复杂的正交异性桥面板结构效巧不理想－

5、，疲劳寿命用名义应力表示时，结果离散性很大，很难给出精确的ＳＮ曲线图。热点应力法相对于名义应力法，能更好的适应复杂结构，逐渐成为了分析焊缝疲劳的重一要方法之，但其在正交异性钢桥面板上的应用还不多。本文Ｗ此为出发点，研冗热点应力法在正交异性钢桥面板焊缝疲劳分析中的应巧。本文基于苏通大桥桥面板进行了ＡＮＳＹＳ建模，分别分析了其各典型薄弱部位的轮载不利加载位置，明确了薄弱部位的应力集中状况，为进行正交异性钢桥面板的有限元分析提供了建横和加载分析的参考方法。正交异性钢桥面板焊缝复杂－ｔ－，本文

6、选取了四个热点位置，即ＲＤ（ＲｉｂｏＤｅｃｋ，级肋与面板连接、－－、ＲＤ面板焊根ＲＤ纵肋焊趾纵肋与横隔板连接处）焊趾处）面板焊趾、ＲＦ（Ｒ化ｔｏＦｌｏｏｒｂｅａｍ，，对它们进行了精细有限元计算，研巧了有限元网格对其应力值和热点外巧区应力分布稳定性的影响，建议了实际工程中建模分析时合适的有限元网格尺寸。对于热点在焊趾处的情况，各规范中已有相关的巧点应力表面外推计算方法的规定，但桥面板中，ＲＤ面板焊根化的应力集中情况更为严重，产生裂纹的破坏性更大，对于此种热点在焊根处的情况。，现有各规范还缺乏

7、相关规定本文针对选取的四个热点位置，进行了详细的热点应力表面外推计算方法的推导，并与现有规范进斤了比较，Ｈ个焊趾热点位置的推导结果与规范较相符，但它们各自适用的规巧有所不同。对于ＲＤ面板焊根位置，通过分析，其相关结论与焊趾区域类似，但其外推点位置与现有规范有比较大的差异，不能将现有规范用于计算ＲＤ面扳辉根热点应力。同时，挥缝弹性横量的变化对正交异性钢巧面板各热点部位的热点应力表面外推计算方法没有影响，因此工程实际中建横时可Ｗ采用焊缝与母材等强的简便方法。最后，本文使用推导出的正交异性钢桥面

8、板各热点部位热点应力计算公式，对正交异性钢桥面板的几大基本参数进行了分析，发现面板厚度对热点应力的影响程度最大，因此可Ｗ通过提富面板厚度来降低热点应力，从而提高正交异性钢桥面板的疲劳寿命。关巧词：正交异性钢桥面板，有限元分析，热点应力法，外推点，参数分析ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＯｉｔｌｄｆｌｏｎｉｔｉｎａｌａｎｄｔｒａｎｓｖ