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本文針對模數式伸縮縫中梁疲勞斷裂問題展開分析,以青銀(青島至銀川)高速公路河北段橋梁用到的模數式伸縮縫為原型建立模數式伸縮縫中梁疲勞分析有限元模型,并選取國外BS5400規范及AASHTO規范對其進行疲勞壽命評估,對比分析整體安裝及半幅安裝焊接為整體兩種施工方法下的疲勞壽命,并分析了相鄰支撐橫梁間距、中梁截面尺寸、鋼材彈性模量及半幅施工時焊縫位置對中梁疲勞壽命的影響。結果表明:模數式伸縮縫中梁應力狀態對車輛輪載比較敏感,應采用輪載作用次數來評估其疲勞壽命;半幅安裝焊接為整體的更換施工方法對中梁疲勞壽命影響顯著,BS5400規范及AASHTO規范下疲勞壽命均降低超過50%;支撐橫梁間距及中梁截面尺寸為中梁疲勞壽命的顯著影響因素,而鋼材彈性模量為一般影響因素,焊縫位置在一定范圍內顯著影響中梁疲勞壽命。
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大量工程實踐表明橋梁模數式伸縮縫極易發生疲勞破壞.本文假定車輛荷載為正弦荷載,研究了模數式伸縮縫在車輛荷載下的動力響應,并分析了伸縮縫自振頻率,車速和阻尼對動力響應的影響.并通過重點分析墊層與橫梁間存在縫隙的情況,討論了縫隙對伸縮縫位移和疲勞性能的影響規律.通過與已有試驗的對比,發現本文提出模型與實測值吻合較好,可以較好地反映模數式伸縮縫在車輛動力荷載下的響應規律.
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