【摘要】：正交異性鋼橋面板以其材料利用率高、承載能力大、適用范圍廣、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)而在國(guó)內(nèi)外橋梁建設(shè)中廣泛應(yīng)用,但是其構(gòu)造復(fù)雜性、眾多的焊縫引起的疲勞問題突出。正交異性鋼橋面板的蓋板、縱肋和橫隔板的連接處的受力復(fù)雜,很容易產(chǎn)生疲勞裂紋。橫隔板挖孔形式和縱肋截面形式對(duì)橋面蓋板、縱肋和橫隔板連接處的應(yīng)力分布有很大的影響。本文以某兩跨連續(xù)鋼箱梁橋?yàn)楣こ瘫尘?針對(duì)橫隔板的挖孔形式和縱肋的截面形式等構(gòu)造細(xì)節(jié),對(duì)正交異性板的應(yīng)力分布進(jìn)行了研究,并對(duì)其疲勞壽命進(jìn)行了評(píng)估。本文具體的研究?jī)?nèi)容如下:(1)利用軟件ANSYS建立不同橫隔板挖孔形式和不同縱肋截面形式的正交異性鋼橋面板有限元模型。在單輪荷載作用下,分析橫隔板挖孔形式和縱肋截面形式對(duì)正交異性鋼橋面板的蓋板與縱肋、蓋板與橫隔板、橫隔板與縱肋連接處的應(yīng)力的影響。從而確定最優(yōu)的橫隔板挖孔形式和縱肋截面形式。(2)首先用Midas-civil建立全橋梁?jiǎn)卧Ｐ?對(duì)全橋進(jìn)行靜力荷載下受力分析,從而得到全橋模型中受力最不利的鋼箱梁節(jié)段,然后運(yùn)用子模型技術(shù),基于整體模型生成ANSYS子模型邊界條件。通過ANSYS建立了33m長(zhǎng)的局部殼單元模型,通過比較縱橫向不同的加載工況,從而確定關(guān)注點(diǎn)的最不利加載位置。采用中國(guó)《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D64-2015)中的疲勞荷載模型III對(duì)該橋節(jié)段有限元模型進(jìn)行加載計(jì)算。通過雨流計(jì)數(shù)法將加載得到的應(yīng)力歷程轉(zhuǎn)化為應(yīng)力譜,參照歐洲規(guī)范的疲勞壽命預(yù)測(cè)方法對(duì)節(jié)段模型中的5個(gè)疲勞關(guān)注點(diǎn)的疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測(cè),說明該橋的疲勞設(shè)計(jì)壽命滿足要求且具有一定的安全儲(chǔ)備。將模型中選取的5個(gè)關(guān)注點(diǎn)在不同規(guī)范下疲勞車計(jì)算得到的最大疲勞幅對(duì)比,對(duì)比顯示:中國(guó)疲勞車作用下的5個(gè)關(guān)注點(diǎn)的應(yīng)力幅數(shù)值均最大,英國(guó)疲勞車其次,美國(guó)疲勞車最小。
【圖文】：

1.1 正交異性鋼橋面板的發(fā)展概況1.1.1 正交異性鋼橋面板的發(fā)展歷史橋梁是交通線的重要組成部分，，大跨度的橋梁則是交通運(yùn)輸?shù)难屎恚枰罅Πl(fā)展橋梁建設(shè)，進(jìn)而推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[1]。鋼結(jié)構(gòu)橋梁由于質(zhì)量輕、跨度大、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，備受橋梁工程設(shè)計(jì)師們的青睞。而正交異性鋼橋面板以其材料利用率高、承載能力大、行車舒適度好、適用范圍廣、安裝方便、結(jié)構(gòu)高度低等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外橋梁建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用[2]。所謂正交異性鋼橋面板是用縱橫向互相垂直的加勁肋連同橋面蓋板通過焊縫連接成一體，所組成的共同承受車輪荷載的結(jié)構(gòu)。由于縱向加勁肋與橫向加勁肋的剛度都不相同，被稱為正交異性[3]。如圖 1.1 所示。其中平行于順橋向的加勁肋稱為縱肋，平行于橫橋向的加勁肋稱為橫肋�？v肋又分為開口肋和閉口肋兩種形式。開口截面肋如圖 1（a）所示，其優(yōu)點(diǎn)是：便于工廠預(yù)制和后期維修。缺點(diǎn)是：抗扭慣性矩較小，縱橫肋焊接的數(shù)目增多，焊接會(huì)導(dǎo)致殘余變形較多。閉口截面肋如圖 1.1（b）所示，與開口截面肋相比，閉口截面肋的抗扭慣性矩大、自重輕、焊接數(shù)量少，應(yīng)用更廣泛[4]。

圖 1.2 德國(guó) Feldcoeg 橋鋼橋面板在二戰(zhàn)中受損的很多橋梁需要修復(fù)，正交異性鋼橋面板橋梁的鋼材用量，解決了戰(zhàn)后鋼材緊缺的難題，因而在~60 年代，正交異性鋼橋面板在大量新建和改建橋梁中肋正交異性鋼橋面板，但是閉口肋已經(jīng)有了苗頭。箱型合橋面較寬的公路橋，所以箱型梁又迅速發(fā)展起來[8]。國(guó)建成了杜塞爾多夫諾伊斯橋。其采用鋼正交異性板，翼緣，大幅度的降低了橋梁的用鋼量，是當(dāng)時(shí)唯一的一南斯拉夫的貝爾格萊德完成了薩瓦河橋的復(fù)建。新橋是61m+75m。國(guó)修建了 Zoobrucke 橋，該橋是采用正交異性板的連續(xù)小跨度為 73m，總跨徑 597m，是當(dāng)時(shí)世界上跨度最國(guó)修建了世界上第一座采用正交異性鋼橋面板的懸索橋
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U448.213

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本文編號(hào)：2680277