公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-2015-5构件设计ppt课件.ppt

5构件设计 疲劳 公路钢结构桥梁设计规范 5 5 1结构构件与连接疲劳验算细节 5 5 1承受汽车荷载的结构构件与连接 应按疲劳细节类别进行疲劳验算 5 5 1结构构件与连接疲劳验算细节 5 5 1结构构件与连接疲劳验算细节 5 5 1结构构件与连接疲劳验算细节 5 5 1结构构件与连接疲劳验算细节 5 5 2疲劳荷载 疲劳荷载计算模型I用于验算全局受力构件是否具有无限疲劳寿命采用等效的车道荷载 集中荷载为0 7Pk 均布荷载为0 3qk Pk和qk按公路 I级车道荷载标准取值应考虑多车道的影响 横向车道布载系数应按现行 公路桥涵设计通用规范 JTGD60的相关规定选用动力放大系数验算伸缩缝附近构件时 疲劳荷载应乘以额外的放大系数D 验算截面到伸缩缝的距离 m 5 5 2疲劳荷载 疲劳荷载模型II当构件和连接不满足疲劳荷载模型I验算要求时 按模型II验算用于验算全局受力构件在其设计使用期内的安全性 5 5 2疲劳荷载 疲劳荷载模型III桥面系构件应采用疲劳荷载计算模型III采用疲劳荷载计算模型III计算正交异性板疲劳应力时 应考虑车轮在车道上的横向位置概率 加载区域1应布置在横向最不利位置 5 5 7条 5 5 8疲劳强度 疲劳寿命 疲劳失效以前所经历的应力循环次数N 剪应力 S N曲线 在一定的应力幅 下进行常幅疲劳试验 测出试件断裂时对应的疲劳寿命N 然后把试验结果画在以log 为纵坐标 以logN为横坐标的图纸上 这种曲线称为疲劳曲线 疲劳曲线示意图 m和C1 C2均为常数 DsD称为 常幅疲劳极限 DsL称为 截止极限 钢结构m 3 影响因素 钢材种类 构造细节 加工制作方法 应力状态 细节的初始缺陷与残余应力 应力集中程度 不同构造细节的疲劳寿命差异很大 对应力幅的大小很敏感 5 5 8疲劳强度 正应力幅疲劳强度曲线 5 5 8疲劳强度 剪应力幅疲劳强度曲线 5 5 8疲劳强度 缆索构件的疲劳细节曲线 13 2 2条 表13 2 3缆索构件的疲劳细节构造分类 5 5 4无限疲劳寿命设计方法 疲劳荷载计算模型I 验算式未消除残余应力后的焊接构件疲劳应力为拉 压循环的非焊接构件以及消除残余应力后的焊接构件 gFf 疲劳荷载分项系数 取1 0 gMf 疲劳抗力分项系数 对重要构件取1 35 对次要构件取1 15 ks 尺寸效应折减系数 横向对接焊缝 未说明时 取ks 1 0 DsD 正应力常幅疲劳极限 MPa 根据附录C中对应的细节类别按图5 5 8 1取用 DtL 剪应力幅疲劳截止限 MPa 根据附录C按图5 5 8 2取用 spmax spmin 将疲劳荷载模型按最不利情况加载于影响线得出的最大和最小正应力 MPa tpmax tpmin 将疲劳荷载模型按最不利情况加载于影响线得出的最大和最小剪应力 MPa 5 5 5 5 5 6 有限疲劳寿命设计方法 疲劳荷载计算模型II III 验算式未消除残余应力后的焊接构件疲劳应力为拉 压循环的非焊接构件以及消除残余应力后的焊接构件 DsC DtC 疲劳细节类别 MPa 为对应于2000000次常幅疲劳循环的疲劳应力强度根据附录C和图5 5 8 1 5 5 8 2取用 DsE2 DtE2 按2000000次常幅疲劳循环换算得到的等效常值应力幅 MPa spmax spmin 将疲劳荷载模型按最不利情况加载于影响线得出的最大和最小正应力 MPa tpmax tpmin 将疲劳荷载模型按最不利情况加载于影响线得出的最大和最小剪应力 MPa 5 5 5 5 5 6 有限疲劳寿命设计方法 疲劳荷载计算模型II III 损伤等效系数gg1 损伤效应系数g2 交通流量系数g3 设计寿命影响系数g4 多车道效应系数gmax a 跨中部分 b 支承部分图D 0 5针对弯矩的gmax 5 5 5 5 5 6 有限疲劳寿命设计方法 疲劳荷载计算模型II III 损伤效应系数g1根据验算构件影响线 面 的临界长度l 按图D 0 1 1取值 当l大于80m 按80m计 当l小于10m时 按10m计 a 跨中部分 b 支承部分图D 0 1针对弯矩的g1 5 5 5 5 5 6 有限疲劳寿命设计方法 疲劳荷载计算模型II III 损伤效应系数g1验算截面对应的临界长度l弯矩计算 简支梁 取其跨径值 连续梁跨中部位截面 如图D 0 1 2 取验算截面所在跨的跨径值 连续梁支承部分截面 如图D 0 1 2 取相邻两跨跨径的平均值 桥道横梁 取相邻桥道纵梁跨径之和 剪力计算 支承部分截面 见图D 0 1 2 取验算截面所在跨的跨径值 跨中部分截面 见图D 0 1 2 取验算截面所在跨跨径的0 4倍 拱桥计算 吊杆 取2倍的吊杆间距长度 拱圈 取拱跨跨径一半 图D 0 1 2跨中部分与支承部分的范围划分g1 5 5 5 5 5 6 有限疲劳寿命设计方法 疲劳荷载计算模型II III 交通流量系数g2Q0 疲劳荷载模型车总重 模型II为445kN 模型III为480kNNty 慢车道或主车道的重车 总重大于10吨 年交通量 预测年 应通过对近似交通状态道路进行交通调查得到 当无可靠数据时可参考下式计算 D 0 2 2 Nty 计算车道所在行车方向上的年总交通量 预测年 p 重车在总交通量中所占的比率 当无可靠数据时可参考表D 0 2取值 j 在该行车方向上慢车道与主车道数量和 表D 0 2 5 5 5 5 5 6 有限疲劳寿命设计方法 疲劳荷载计算模型II III 设计寿命影响系数g3tLD 构件的设计使用寿命 年 多车道效应系数g4疲劳荷