高速鐵路正交異性整體鋼橋面試驗研究.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)點而被越來越多地運用到特大跨度高速鐵路橋梁中。本文在鐵道部科技研究開發(fā)計劃課題《客運專線橋梁設計技術研究——客運專線橋梁正交異性板整體鋼橋面系技術研究》(合同編號2008G007-B)的資助下,以正在設計中的安慶鐵路長江大橋為背景,采用模型試驗和有限元分析相結合的方法,對不同結構構造、不同結構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、設計、制作了一個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:用張拉體外預應力鋼束來模擬斜拉索水平分力的作用,用彈性支承梁來模擬斜拉索怪向分力的作用;以多點集中力等效地代替橋面分布倚載。
　　 2、采用ANSYS對節(jié)段模型全部采用板殼元建立了精細的空間有限元模型,對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,各種

3、工況下實測撓度和應力與精細的有限元分析結果吻合,說明正變異性整體鋼橋面全部采用板殼元的精細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)。結果表明:“第一系統(tǒng)”作用下,正交異性整體鋼橋面結構的橫梁有一定的面外彎曲,橋面板有剪切滯后現(xiàn)象。
　　 5、每一根斜拉索對橋面系的豎向作用相當于一個彈性支承。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(節(jié)點橫梁)的

4、豎向位移,另一部分為鋼橋面相對于錨同點的豎向位移。前者取決于索塔的剛度,后者取決于橋面系的剛度。
　　 6、對正交異性整體鋼橋面軌下設置縱梁與否作了對比研究。結果表明:在橋面怪向均布荷載和偏載作用下,縱梁的設置均能減小鋼橋面的位移和應力。
　　 7、對比研究了閉口肋和開口肋正交異性板整體鋼橋面受力性能。結果表明:當閉口U肋和開口L肋豎向剛度相等時,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