fatigue强化混凝土公路桥评价

哈比巴^一号塞贝纳M.V²AnjushaR³

P.G.土木工程系学生A.W.H工程学院
土木工程系教授,A.W.H工程学院,印度喀拉拉
工程系助理教授,A.W.H工程学院,印度喀拉拉

抽象性

交通需求增加、物料老化、桥梁部件破解、混凝土造成的物理破坏、加固腐蚀和桥梁维护不足等都要求定期评估桥梁性能桥分析评估精度取决于工具模拟问题的能力非线性分析工具模拟精确物质行为,评价弹性范围强度尝试执行非线性有限元分析分析选定路桥组件论文的目的是研究加固混凝土公路桥疲劳生命评价非线性分析结构元使用ANSYSRCCT波段桥选择详细3D非线性分析使用SAP-2000对拟建桥梁进行Fatigue评价并展示使用S-N曲线的Fatigue生命评价方法

关键字

fatigue损耗,混凝土桥,Fatigue生命,S-N曲线,非线性有限元素分析

导言

桥梁并不仅仅是由材料搭建的结构,它们是生活的一部分许多地方生活会严重中断,交通会瘫痪,如果桥梁失灵,商业会受到极大影响定期评估桥梁性能证明是一项重要任务桥梁评估可以通过实验室实验、现场测试以及分析方法实现。fatigue结构因裂变而逐步变形,原因是多次负载应用产生一系列压力变换(循环),如交通载重和重车交叉引导桥构件桥面平台必须承受最具破坏性的实载力类型之一,即集中直接撞击卡车轮平台的主要函数是以有利方式向下文支持元素分配这些力当前研究限于分析性能评价法分析方法中结果精度取决于模拟问题能力现实中问题大都非线性非线性分析有效模拟问题非线性可以是几何或物非线性结构可能遇到上方或并发

非线性有限元素分析使用ANSYS使用牛顿拉普森技术解决高阶差分方程Elanthikadavu桥是一条公路桥,位于印度喀拉拉喀喀喀喀喀喀喀喀喀喀喀喀喀喀喀喀喀喀喀负载按IRC 6-2000标准运抵,响应取自SAP2000v14桥架模拟研究的主要目的是评价轮式加载下加固混凝土桥疲劳存

材料和方法

本次研究的目的是设计甲板板和支架并查找专用加固混凝土T波束桥因移动车辆负载在这次研究中,非线性有限元素分析使用ANSIGUE对加固混凝土Tbam桥梁评价法特格计算,Iravinjipuya河对面搭建本研究选择Fatigue桥评价使用SAP-2000完成负载按 IRC 6-2000标准取论文中的工作分两个阶段桥梁超级结构建模 2 分析甲板和支架并查找专用加固混凝土T波束桥因移动车辆负载疲劳寿命建桥异向物属性为弹性模数和Poisson对混凝土和钢比水泥弹性模为25000N/mm2和2x105N/mm2Poisson混凝土比为0.2和0.3第三节描述桥梁第四和五节介绍拟建桥梁计算机建模Fatigue分析和加载表示式见第六节和第七节第八和九节解释使用ANSYS和SAP软件的疲劳分析X节介绍分析结果

设计分组

公路桥11.05m宽度97.28m直通三大纵向长桥和十六叉桥7.5m车道宽度22.3m跨RCCT-Beam桥过Iravinjipuza河T波段Girder桥全局分析法包括甲板板分析材料使用M25混凝土和Fe415钢桥梁上层结构22.3m简单支持,桥梁跨段维度见图1

计算机编译使用Anyss

整座桥先建模CATIA软件(计算机辅助三维交互应用),再输入模型到ANSYSWorkench并输入模型到ANSYSA机械APDL有限元素分析法是一种数值法,它为否则难以获取的问题提供解决办法。数值分析调查使用商业软件ANSYS14.5建模加固混凝土复杂行为非同质和异同学,对土木工程结构有限元素分析是一个难题。三维八点固态等离子元件Sility65开发模型模拟易碎材料的非线性响应并基于混凝土三轴行为构件模型固态65允许四种不同材料在每个元素中存在一矩阵材料(如混凝土)和最多三种独立加固材料混凝土除含有塑料和爬虫行为外还能够定向集点破解和粉碎增强作用(还包含爬虫和可塑性)仅具有非惯性硬性在当前研究中,ANSYS中可用Sudio65组件用于获取最终负载容量并判定服务负载下混凝土桥行为

改序模式

有两种技术建模钢加固有限元模型加固混凝土离散模型和涂片模型离散模型加固使用与混凝结网格节点连通的条或波束元素混凝土加固共享节点和混凝土占用与加固相同的区域回归模型的一个缺陷是混凝土网格受加固位置限制,微度加固量不从混凝土体积推导出涂色模型克服混凝土网格限制涂色模型假设加固统一分布于FE网格中定义区域的具体元素中这种方法用于大规模模型使用涂片模型加固

涂色模型需要考虑的参数分别为 X和Y方向的物质数、量比和面向角表1显示桥板使用 Real常量复选1、2和3表1指垂直、横向和剪切加固卷比指元素中钢对水泥之比

定位代表

非线性桥模型分析是在IRCA类轮式车辆模拟载荷下根据IRC 6-2000完成的特殊技术用于表示移动负载或车辆方法使用瞬时求解分析ANSYS,同时将加载放入指定节点集程序半分轴重并用两轮负载距离等于车辆宽度的一半图2显示IRCA类列车路由车辆造成的累累症累积安全评价现有混凝土桥梁疲劳生命也可以用年数表示设计流量按标准轴累积数计算累积标准轴数根据IRC37计算(2001年)。考虑下列要点

I.Axle加载将用IRC-ClassA加载计算压力范围

二.简化每车周期数假设等于每卡车一周期

三.平均日卡车流量值假设小于5228卡车/日

四.生长因子假设为6-7.5%乡村路桥

保质维生

剩余疲劳生活通过两种方式发现

开工基于S-N曲线的Fatigue评价ASHTO提议的RCC桥梁S-N曲线用于估计剩余疲劳寿命桥体疲劳损失计算法使用`Palm-gren矿工'线性损积理论Miner线性疲劳累积性损害计算方法如下:

整体损耗由D=QNI/Ni提供

ni=观察数压力循环

i=压力循环理论数与S-N曲线所见压力范围相对应

i=1,2,3上至n压力范围

当前研究使用ASTHO代码6.6.1.2获取S-N曲线

二叉检验甲板板偏转值并支持未实现允许偏转限值的 girds偏转值取自SAP-2000软件所有负载案例偏转满足IRC 24(IRC 2001)规定的限值,即死载全偏移、实载和撞击应小于区间1/600

FATUGE解析使用ANSS

Fatigue指物质循环加载时发生的累进局部结构损耗fatigue发生时,材料会多次加载卸载fatigue生命定义为标本在发生特定性质故障前维系的特定性压周期数循环压力低于一定值时(称为疲劳限/耐用限值),破解不启动循环压强超过疲劳限值时破解数循环后启动并逐步增速直到完全断裂s-N曲线用于疲劳分析

单行桥详细分析网状扫描网格完成总节点数为363355网格加载后按 IRC A类应用并同时将加载放入指定节点集解析像静态非线性解析ANSYS第一部分分析计算成员偏转和压力使用模型配置第二部分通过逐年应用周期数分析桥梁疲劳ASHTO提议的RCC桥梁S-N曲线用于估计剩余疲劳寿命压力和从S-N曲线获取的相应周期值正应用到ANSYS机械APDL疲劳属性表疲劳分析后,我们得到了疲劳使用因数或局部使用因数,每当部分使用因数 > 1发生桥疲劳失效甲板板节点最大应力生成量,纵向Girder和交叉Girder分析图3显示60年后甲板Fatigue分析结果60年周期数变为3.11x106/日,部分使用因子为1.03667从分析疲劳甲板寿命60年图4显示ANSYS和Bridge位移最大应力定位桥模型