下承式钢管混凝土拱桥吊杆在风–车联合作用下疲劳响应分析

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1 论文标题：下承式钢管混凝土拱桥吊杆在风–车联合作用下疲劳响应分析

2 作者信息：黄佳鑫：普洱市地方公路管理处，云南 普洱；王 伟：云南睿德建设工程有限公司，云南 昆明；苏万钦：昆明市政工程设计科学研究院有限公司，云南 昆明

3 出处和链接：黄佳鑫, 王伟, 苏万钦. 下承式钢管混凝土拱桥吊杆在风–车联合作用下疲劳响应分析[J]. 交通技术, 2023, 12(2): 132-144. https://doi.org/10.12677/OJTT.2023.122016

4 摘要：吊杆是下承拱桥最为重要受力构件之一，为分析其在随机车流和风荷载联合作用下应力循环次数、应力幅及疲劳寿命。以某下承式拱桥为工程背景，建立精细化元胞自动机模型模拟随机车流并对桥梁边吊杆影响线进行加载，然后基于谐波合成法模拟桥址处风荷载的随机脉动过程和风速时程，并根据准定常气动力理论对桥梁进行非线性抖振时程分析，分别得到随机车流和风荷载作用下吊杆应力时程，最后将两者应力叠加，采用雨流计数法将应力时程曲线进行计数处理后得到风–车联合作用下吊杆应力循环次数及应力幅，通过S-N曲线法、Palmgren-Miner线性累积损伤理论分析吊杆的疲劳寿命和等效应力幅。结果表明：1) 采用谐波合成法模拟随机风场具有较高精确性，可作为研究结构风致振动的一种模拟方法；2) 桥梁非线性抖振时程分析时，拱肋横向位移RMS值远大于竖向位移和扭转位移RMS值，该构件设计时风荷载作用不可忽视；3) 风荷载作用下吊杆应力波动较小，但波动频率极为密集，证实了吊杆属于典型高周疲劳；4) 风–车联合作用下吊杆的疲劳寿命需在随机车流单独作用下的疲劳寿命乘0.8修正系数。

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关键词：混凝土 Almgren Miner 有限公司 Palm