大型铁路焊接钢桥疲劳断裂性能与安全设计 -中国道桥网

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资料名称:	大型铁路焊接钢桥疲劳断裂性能与安全设计
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上传时间:	2011/4/1
资料类别:	教育考试
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2004年博士论文

基十以上对研究现状的分析，本文拟从满足铁路钢桥工程需要的实用性出发，在力求从理论上深入探索疲劳机理和断裂韧性各指标本构关系的同时，进行大量的、有说服力的疲劳和断裂韧性性能的科学试验，找出客观规律，紧紧把握为工程服务的研究方向，研究制订合理的疲劳和断裂安全设计使用标准。为此，本文主要在以下4方面开展了试验研究工作:
      C1)针对芜湖长江大桥厚板焊接、整体节点、精密焰切的新工艺，进行大尺寸试样的疲劳S-N曲线试验，得出各种构造细节产生疲劳裂纹的敏感部位和试验曲线方程;通过对相应的焊接结构构造细节的分析，掌握大型焊接钢桥构造细节疲劳性能特点，为芜湖桥设计人员提供依据。
      (2)研究低温下钢材的疲劳断裂机理，针对青藏铁路结合梁用桥梁钢材和焊接接头进行低温C-500C)和室温环境下的疲劳裂纹扩展速率试验和相关性能试验。
    3)从掌握铁路钢桥用钢的抗脆断能力角度，对常用桥梁钢14MnNbq和16Mnq钢各种板厚的母材以及焊缝、熔合线试样，进行反映弹塑性断裂韧性指标的直二点弯曲裂纹尖端张开位移CTOD的系列温度试验。鉴十目前各国在桥梁结构设计规范中对防断设计的考虑，主要通过钢材在规定试验温度下的最低V
型缺口冲击韧性指标来控制，选择同样的14MnNbq和16Mnq钢母材及其焊接接头进行各种板厚、系列温度下的冲击韧性试验，分析其性能规律。通过这两个数据庞大的试验，得到桥梁钢弹塑性断裂韧性性能数据和夏比V型缺口冲击韧性性能数据，找出变化规律。分析冲击韧性作为防断控制指标的可靠性。
      4)以制订规范实用的韧性标准为目标，利用试验数据，研究确定分析规则，从全新角度对相关试验数据进行综合分析，建立CTOD数据与冲击韧性的合理关系，系统掌握防断韧性标准制定的控制因素和研究方法，得到有坚实试验基础的不同环境温度下冲击韧性吸收功最低要求和相应试验温度，结合工程应用经验，最后形成工程上有效的设计和制造检验指标。本文对防断设计从两个方面进行控制，第一是从设计应力上，针对桥梁构件设计荷载组合情况，提出防脆性破坏对设计应力的相应要求。第二是从材料性能上，提出铁路桥梁用14MnNbq和16Mnq钢及其焊接冲击韧性分不同环境温度地区和板厚的检验标准。其检验控制只通过设计应力和冲击韧性，Ifu其内涵则具有弹塑性断裂韧性的研究成果，适用十工程上应用。研究还对青藏铁路高寒地区钢梁疲劳设计提出规定。