高速鐵路正交異性整體鋼橋面試驗(yàn)研究.pdf

1、正交異性整體鋼橋面因具有自重輕、整體性好、易于加工制造和安裝等諸多優(yōu)點(diǎn)而被越來(lái)越多地運(yùn)用到特大跨度高速鐵路橋梁中。本文在鐵道部科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃課題《客運(yùn)專線橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)研究——客運(yùn)專線橋梁正交異性板整體鋼橋面系技術(shù)研究》(合同編號(hào)2008G007-B)的資助下,以正在設(shè)計(jì)中的安慶鐵路長(zhǎng)江大橋?yàn)楸尘?采用模型試驗(yàn)和有限元分析相結(jié)合的方法,對(duì)不同結(jié)構(gòu)構(gòu)造、不同結(jié)構(gòu)形式的正交異性鋼橋面的受力性能作了較為系統(tǒng)的研究。完成的主要工作如下:

2、　　 1、設(shè)計(jì)、制作了一個(gè)1:4三節(jié)間正交異性整體鋼橋面節(jié)段模型。研究了各種荷載的模擬方法:用張拉體外預(yù)應(yīng)力鋼束來(lái)模擬斜拉索水平分力的作用,用彈性支承梁來(lái)模擬斜拉索怪向分力的作用;以多點(diǎn)集中力等效地代替橋面分布倚載。
　　 2、采用ANSYS對(duì)節(jié)段模型全部采用板殼元建立了精細(xì)的空間有限元模型,對(duì)各工況作了空間有限元分析,研究了各工況作用下正交異性板整體鋼橋面的變形和受力狀態(tài)。
　　 3、完成了各種工況下的模型試驗(yàn),各種

3、工況下實(shí)測(cè)撓度和應(yīng)力與精細(xì)的有限元分析結(jié)果吻合,說(shuō)明正變異性整體鋼橋面全部采用板殼元的精細(xì)有限元分析是可行的。
　　 4、研究了節(jié)段模型橋面系在“第一系統(tǒng)”作用下的受力狀態(tài)。結(jié)果表明:“第一系統(tǒng)”作用下,正交異性整體鋼橋面結(jié)構(gòu)的橫梁有一定的面外彎曲,橋面板有剪切滯后現(xiàn)象。
　　 5、每一根斜拉索對(duì)橋面系的豎向作用相當(dāng)于一個(gè)彈性支承。橋面峰向荷載作用下,橋面系豎向位移可分為兩部分,一部分為索塔變形引起的錨固點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)橫梁)的

4、豎向位移,另一部分為鋼橋面相對(duì)于錨同點(diǎn)的豎向位移。前者取決于索塔的剛度,后者取決于橋面系的剛度。
　　 6、對(duì)正交異性整體鋼橋面軌下設(shè)置縱梁與否作了對(duì)比研究。結(jié)果表明:在橋面怪向均布荷載和偏載作用下,縱梁的設(shè)置均能減小鋼橋面的位移和應(yīng)力。
　　 7、對(duì)比研究了閉口肋和開(kāi)口肋正交異性板整體鋼橋面受力性能。結(jié)果表明:當(dāng)閉口U肋和開(kāi)口L肋豎向剛度相等時(shí),在橋面荷載作用下,U肋和L肋加勁的正交異性鋼橋面的受力性能差別不大,U肋的