水下桥墩剩余寿命评估与分析
水下桥墩剩余寿命评估与分析(任务书,开题报告,外文翻译,论文16000字)
摘要
桥梁结构是国家交通体系中非常重要的组成部分,其位置往往处于路线的咽喉部位。但是随着时间的推移，桥梁结构特别是水下桥墩部分不可避免的会出现破损和老化的问题。为了保证通行的安全性，我们必须评估现有桥墩结构的安全性，确定桥墩结构的剩余寿命。但是我国在这个方面的研究比较晚，只有少数的学者做过此类研究。对于已经建好的桥墩结构而言，随着时间的变化其受损情况是由多种外力作用共同决定的。本文主要系统地探讨了水下桥墩结构的剩余寿命的评估问题，主要工作有：
⑴确定桥墩结构剩余寿命理论。主要通过计算桥墩结构的累积疲劳损伤来确定其剩余寿命的，包括Miner线性疲劳累积损伤理论和材料结构的疲劳寿命曲线。
⑵对于荷载作用来说，首先要调查交通量的大小，分析交通量的分布规律。进一步将交通量转化为循环应力幅。其次要确定其它次要因素，比如船只或漂浮物的撞击、风力作用、水流作用等发生的频率。
⑶利用ANSYS有限元软件建立桥墩结构的物理模型，将各种荷载作用添加上去，研究模型结构的损伤部位，确定最大损伤部位，研究该部位钢筋混凝土中钢筋的损伤程度，来代替桥墩结构的损伤程度。进一步评估结构的剩余使用寿命。
[资料来源：http://Doc163.com]
关键词：桥墩疲劳寿命、交通荷载、应力谱、有限元模拟
Abstract
Bridge structures is a very important part of national transportation system, its position is often in the throat of the route.The bridge structure especially the underwater piers would inevitably encounter damage and aging problemswith the passage of time. We must evaluate the safety of the existing bridge structure in order to guarantee the safety of traffic and determine the residual lives of bridge piers.But research on this field in China is late, only a few scholars have done such studies.As time changes its damage is determined by a variety of common external force for the bridge pier structure has been built.This paper systematically discusses theresidual life assessment questions ofunderwater structure of piers, the main work includes:
(1) Determine the bridge pier structure theory of the residual life. Mainly through the calculation of cumulative fatigue damage of bridge structure to determine its residual life, including Miner linear fatigue cumulative damage theory and the structure of the material fatigue life curve. [来源：http://www.doc163.com]
(2) Diction for loading, first to investigate the size of the traffic flow, analysis of the traffic volume distribution. Further converting traffic to cyclic stress. Second to determine other minor factors, such as ships or collision, wind, the flow function of frequency.
(3) Using the ANSYS finite element software to establish a bridge pier structure physical model, will add up to all kinds of loads, the model of the structure of the injury, and determine the biggest injury, research the area that the damage degree of steel bar in reinforced concrete, instead of a bridge structure damage degree. Further evaluation of the structure of the remaining service life.
Key words: the fatigue life of bridge piers, traffic loading, stress spectrum, finite element modelling
[资料来源：http://doc163.com]
目录
摘要 II
Abstract III
1.绪论 1
1.1问题的引入 1
1.2剩余寿命评估的研究历史以及现状 1
1.3水下桥墩结构剩余寿命的评估方法 2
1.4本文主要工作 3
2.桥梁结构剩余寿命理论概述 4
2.1桥梁结构剩余使用寿命的基本概念 4
2.1.1桥梁结构的剩余使用寿命 4
2.1.2材料的疲劳强度——寿命曲线（S-N曲线） 4
2.1.3 Miner线性疲劳累积损伤理论 5
2.2桥梁结构剩余使用寿命的评估方法 6
2.2.1桥梁交通量的调查及分布特征 6
2.2.2交通荷载的分布特点 7
2.2.3应力历程 7
2.2.4 应力谱 8
2.3本章小结 9
3．ANSYS有限元三维实体模型的建造 10
3.1.基础资料 10
3.1.1技术标准 10
3.1.2基本的建造条件 10
3.1.3建造材料及尺寸 11
3.2结构构造定位图 11
3.3 ANSYS有限元物理实体模型的建立 14
3.3.1基本的假定 15
3.3.2定义单元 15
3.3.3材料的参数 17
3.3.4耦合节点，划分网格，建立有限元物理实体模型 17
3.4本章小结 18
4.桥墩结构模型的力学性能分析 19
4.1模型的力学受力分析 19
4.1.1永久荷载作用 19
4.1.2可变荷载作用 19
4.1.3.偶然荷载作用 20
4.2模型作用效应组合的原则 21
4.3本次研究中荷载的取用 21 [资料来源：http://Doc163.com]
4.3.1永久荷载作用 22
4.3.2 可变荷载作用 22
4.3.3偶然荷载作用 25
4.4荷载施加准则 26
4.5本章小结 26
5.模型加载以及分析 27
5.1模型受力加载 27
5.2结果分析 27
5.3计算结果 30
5.4本章小结 31
6结论与展望 32
6.1结论 32
6.2展望 32
参考文献 34
致谢 35
[资料来源：https://www.doc163.com]