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疲劳破坏是影响钢箱梁桥安全的关键因素之一,已有的钢箱梁桥疲劳性能评估方法忽略了长期监测应力次序,造成疲劳评估结果常常偏离实际情况。本项目对“考虑长期监测应力时序的钢箱梁桥疲劳评估方法”的关键科学问题开展了深入研究,主要成果包括: 针对疲劳荷载效应(包括疲劳应力幅和循环次数)的多峰分布特性,建立了由多种统计模型加权和组成的多峰混合分布模型和模型参数估计方法,突破了单峰分布模型难以准确描述疲劳荷载效应统计特征的缺陷;提出了复杂概率模式下随机样本模拟的数值逆变换抽样方法,解决了大跨桥梁全寿命期疲劳性能评估数据不足的难题。 基于规范给出的S-N曲线,从理论上推导了覆盖低周疲劳寿命区、有限疲劳寿命区和高周疲劳寿命区的全空间S-N曲线模型,将S-N曲线由有限疲劳寿命区扩展至全空间;进一步引入超高周疲劳损伤累积因子和超低周疲劳强度调整因子,提出了钢箱梁桥疲劳评估的全空间S-N曲线模型,并从几何学角度明确了模型参数的意义。 建立了考虑长期监测应力时序的钢箱梁桥疲劳损伤累积计算模型和疲劳可靠度评估极限状态方程。采用损伤应力作为疲劳损伤指标,结合钢箱梁桥疲劳评估全空间S-N曲线模型,在上一次损伤应力的基础上计算本次应力循环引起的损伤应力增量。此方法能够有效考虑应力出现次序对疲劳损伤的影响。 集成了疲劳荷载效应多峰混合分布模型、随机样本数值逆变换抽样方法和考虑长期监测应力时序的钢箱梁桥疲劳损伤计算模型和疲劳可靠度分析方法,对润扬大桥斜拉桥钢箱梁正交异性桥面板在不同工况下的疲劳可靠度进行了计算,探讨了钢箱梁桥疲劳可靠度的退化规律。 研究结果可为钢箱梁桥的疲劳性能评估提供新的途径,为钢箱梁桥的维护和管理提供技术支持。 2100433B
针对忽略长期监测应力时序可能造成钢箱梁桥疲劳评估结果偏离实际情况的不足,本项目对考虑长期监测应力时序的钢箱梁桥疲劳评估方法的关键科学问题开展系统性研究,主要包括:(1)基于长期监测应力数据揭示疲劳荷载效应的时变规律并建立疲劳荷载效应的时变函数,给出疲劳荷载效应的统计模型,进而提出面向可靠度评估的时变疲劳荷载效应随机模拟方法;(2)形成钢箱梁桥疲劳评估的全空间S-N曲线,建立考虑长期监测应力时序的非线性疲劳损伤累积模式,在此基础上提出非线性疲劳累积损伤计算的高效时序损伤模型;(3)建立基于高效时序损伤模型的钢箱梁桥疲劳可靠度评估极限状态方程,确定极限状态方程参数的概率表述,从而形成考虑长期监测应力时序的钢箱梁桥疲劳可靠度评估方法;(4)集成考虑长期监测应力时序的钢箱梁桥疲劳评估软件,开展考虑长期监测应力时序的疲劳评估方法典型工程应用。研究结果可为钢箱梁桥的疲劳性能评估提供新的途径。
豆腐渣工程太多
招标文件可能会提及S-N曲线和剩余寿命预测,要求钢箱梁在预期使用年限内有足够的疲劳安全系数。相关领域知识:疲劳寿命是评估桥梁长期性能的重要指标,通过分析材料的应力-应变循环来确定。
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钢箱梁桥主要施工工艺
南京长江二桥 628m钢箱梁桥主要施工工艺 南京长江二桥 628m跨 钢箱梁斜拉桥的关键施工工艺 陈明宪 (湖南省公路桥梁建设总公司) 【摘要】本文全面介绍了南京长江二桥南汊主桥施工针对 50m 深水急流中大型钢围堰的稳固、 3m 大 直径超长基桩的成桩、 5100m3大体积钢筋混凝上承台浇筑的温控、 195m大高度大斜率钢筋混凝土索 塔的浇筑、 300t大吨位大体积钢箱梁块件的安装、 336m大长重斜拉索的牵引和张挂、 628m 大跨度复 杂体系主渠的施工控制和体系转换、 3 年工期高标准施工质量的严格保证等所采取的相应工艺措施。 关键词 南京长江二桥 斜拉桥 钢箱梁 索塔 深水基础 关键工艺 一、概述 南京长江二桥跨越流经南京市区的长江,位于 1968年建成通车的著名的南京长江大桥下游 llkm。南 京长江二桥南汊主桥为由过渡墩十辅助墩十南塔十北塔十辅助墩十过渡墩支承的跨度组合为 58
大型钢箱梁桥梁双曲线腹板的放样
钢箱梁桥梁双曲线腹板,通过计算机分次放实样取得了满意的结果,为类似桥梁加工积累了经验。
厚钢板在海洋平台、船舶、桥梁等大型钢结构物中的使用日益广泛。但由于可焊性和焊接工艺的限制,厚板焊接结构中易产生焊接残余应力甚至焊接缺陷,其关键部位的疲劳问题也逐渐受到关注。而现阶段专门针对厚板焊接结构提出的疲劳强度评估方法还比较少见。.本项目将考虑厚板焊接接头特有的Z向性能、应力集中、裂纹敏感性等因素,采用基于疲劳裂纹扩展的断裂力学方法,对厚板焊接结构进行疲劳强度评估。项目拟定对厚板焊接接头进行CTOD试验,并以表征材料断裂韧度的指标CTOD值作为断裂判据,将板厚效应引入到疲劳强度评估方法中。同时,本项目还将对厚板焊接接头CTOD试验及接头处疲劳裂纹扩展过程进行可视化数值仿真,实现CTOD试验与厚板焊接结构的疲劳强度评估之间的对接。
《在役桥梁结构疲劳监测与评估》介绍了作者十多年来在大型桥梁结构疲劳状态监测与评估方法领域的主要研究成果及其在重要桥梁工程中的应用,包括桥梁结构疲劳应力场的监测与分析方法,基于监测信息的桥梁结构疲劳状态分析理论及其实施方法。重点介绍了在桥梁结构疲劳分析与评估过程中的关键理论与方法,包括钢桥梁在服役荷载下的高周疲劳损伤力学理论、基于监测信息的桥梁疲劳状态评估的确定性方法、以疲劳状态评估为目标的大型桥梁结构多尺度有限元模拟、基于桥梁交通荷载测量系统的活载模型的建立、在役桥梁结构的关键疲劳构件识别与疲劳累积过程仿真分析方法、在役桥梁结构疲劳寿命可靠性评估方法,以及在役桥梁结构基于监测、数值分析、人工检测等多方面信息进行疲劳状态综合评估的方法。同时介绍了上述理论和方法在青马大桥、润扬大桥、苏通大桥等重大桥梁工程中的应用,包括监测与评估方法实施过程中所需的相关软件。
《在役桥梁结构疲劳监测与评估》可以作为力学,土木,交通相关专业研究的参考读物,也可供相关领域科研人员。桥梁运营管理和设计的技术人员在其研究和工作中参考。
在考虑惯性效应的I型裂纹两参数疲劳裂纹扩展方程的理论基础上,将钢桥受随机载荷谱块作用下的疲劳裂纹扩展问题通过傅里叶变换、积分中值定理等转化为一个等效的“三参数”等幅载荷作用下的疲劳裂纹扩展方程,从而提出了一个简单实用的钢桥疲劳寿命预测新方法,利用该方法有效地解决了实际钢桥的疲劳剩余寿命问题,具有极为重要的工程应用价值。本项目的研究工作主要有以下几个方面: 1、作为本项目的理论基础,深入研究了考虑惯性效应的疲劳裂纹扩展力学模型及裂纹扩展机理等新概念,对I型裂纹两参数疲劳裂纹扩展方程和速率方程表达式进行了详细的推导和论证,以及对影响疲劳裂纹扩展速率各种因素进行了分析。 2、对于随机载荷作用下疲劳寿命的计算,本项目从随机载荷谱分解入手,将随机载荷谱块作用下的疲劳裂纹扩展问题转化为一个等效的“三参数”等幅载荷作用下的疲劳裂纹扩展问题,从而提出了随机载荷下“三参数”疲劳裂纹扩展方程。并且通过国内外CCT试件试验数据验证了“三参数”疲劳裂纹扩展方程的有效性。 3、把本项目提出的随机载荷作用下疲劳裂纹扩展预测新方法与《随机载荷谱裂纹扩展寿命模型》其它各种寿命模型理论进行了对比分析,结果表明研究中提出的方法无论是计算的简便性还是与试验结果的吻合程度都优越于其它各种模型理论。 4、首次提出了一个简单实用的钢桥疲劳寿命预测新方法,重点分析了随机载荷作用下的疲劳裂纹扩展方程“三参数”的物理意义。详细叙述了应用该方法对钢桥进行寿命评估的三个基本前提条件和计算步骤。归纳了一些常见桥梁结构的应力强度因子及相应的裂纹扩展方程。 5、本课题设计钢箱梁结构试验模型验证本申请项目提出的钢桥疲劳寿命预测新方法。通过监测钢结构的裂纹长度随时间的变化关系,准确地计算出其后裂纹长度随时间变化的曲线,从而预测其剩余疲劳寿命,并与最终试验结果进行比对,结果发现本课题提出的钢桥疲劳寿命预测新方法与最终试验结果吻合程度较高,证明本项目提出的钢桥疲劳寿命预测新方法是可靠的。 2100433B