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断裂力学在桥梁裂纹检测分析中的应用
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分类号：ＴＢｌ２，０３９
１０７１０—２００５０３８９
壤乎太海
硕士学位论文
断裂力学在桥梁裂纹检测分析中的应用
赵建华
导师姓名职称申请学位级别
硕士
翟振东教授学科专业名称
工程力学
论文提交日期．２伽年４－月知日论文答辩日期２邸年５月ｊ辛日
学位授予单位
答辩委员会主席
长安大学
学位论文评阅人鱼虫堕避艺塾生熊
蔼炙选孝嫩
摘要
随着经济的快速发展，我国的交通建设取得了巨大成就。桥梁作为重要的基础设施之一，它的安全性直接影响着国民经济的发展。本文首先通过对国内外现役桥梁工作情况的介绍，阐述了桥梁安全检测的重要性和意义。
裂纹是桥梁最为常见的病害之一，它对桥梁的运营安全造成潜在的危险。通过实桥的病害检测，统计了各种桥梁的裂纹，并从机理和力学两个方面对裂纹的成因进行了分
析。
为了分析裂纹对桥梁受力的影响，文中利用ＡＮＳＹＳ有限元软件对两种典型的桥梁模型进行了静力和动力学分析。在静力分析中，主要分析了不同荷载对含裂纹桥梁的挠
度、拉应力、压应力和切应力的影响。在标定荷载作用下，分析了裂纹长度和深度对桥
梁的受力影响。计算了不同荷载作用下，裂纹尖端的应力强度因子。比较了裂纹梁和完整梁的受力变化。在动力分析中，对桥梁进行了模态分析和谐响应分析。比较了裂纹梁和完整梁的频率变化。裂纹梁的固有频率比完整梁的固有频率低。分别计算了在移动荷载作用下裂纹梁和完整梁的受力变化。在匀速移动简谐力荷载作用下，分析了不同激励
频率对桥梁挠度的影响。
最后，计算了周期性动荷载作用下裂纹尖端的应力强度因子。
关键词：断裂力学、桥梁检测、裂纹、应力强度因子、有限元分析、动力学分析
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｗｉｔｈ
ｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｃｏｎｏｍｙ，Ｃｈｉｎａ＇ｓｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｈａｓｍａｄｅ
ｏｎｅ
ｇｒｅａｔａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｂｒｉｄｇｅｉｓｈａｖｉｎｇｄｉｒｅｃｔ
ｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ，ｉｔｓｓｅｃｕｒｉｔｙｉｓ
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ｏｎ
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ｏｎｅ
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ｓｔｒｅｓｓ
ｉｎｔｅｎｓｉｔｙｆａｃｔｏｒｕｎｄｅｒｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｔｉｃｌｏａｄｉｎｇ．Ｃｏｍｐａｒｉｎｇ