本文针对模数式伸缩缝中梁疲劳断裂问题展开分析,以青银(青岛至银川)高速公路河北段桥梁用到的模数式伸缩缝为原型建立模数式伸缩缝中梁疲劳分析有限元模型,并选取国外BS5400规范及AASHTO规范对其进行疲劳寿命评估,对比分析整体安装及半幅安装焊接为整体两种施工方法下的疲劳寿命,并分析了相邻支撑横梁间距、中梁截面尺寸、钢材弹性模量及半幅施工时焊缝位置对中梁疲劳寿命的影响。结果表明:模数式伸缩缝中梁应力状态对车辆轮载比较敏感,应采用轮载作用次数来评估其疲劳寿命;半幅安装焊接为整体的更换施工方法对中梁疲劳寿命影响显著,BS5400规范及AASHTO规范下疲劳寿命均降低超过50%;支撑横梁间距及中梁截面尺寸为中梁疲劳寿命的显著影响因素,而钢材弹性模量为一般影响因素,焊缝位置在一定范围内显著影响中梁疲劳寿命。
大量工程实践表明桥梁模数式伸缩缝极易发生疲劳破坏.本文假定车辆荷载为正弦荷载,研究了模数式伸缩缝在车辆荷载下的动力响应,并分析了伸缩缝自振频率,车速和阻尼对动力响应的影响.并通过重点分析垫层与横梁间存在缝隙的情况,讨论了缝隙对伸缩缝位移和疲劳性能的影响规律.通过与已有试验的对比,发现本文提出模型与实测值吻合较好,可以较好地反映模数式伸缩缝在车辆动力荷载下的响应规律.
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