大寬跨比正交異性板魚腹式多室薄壁箱梁結(jié)構(gòu)受力性能和試驗研究.pdf

1、本文以某跨線橋的實際工程——大寬跨比正交異性板魚腹式薄壁鋼箱梁為研究對象，在總結(jié)國內(nèi)外研究成果的基礎上，通過大比例模型試驗與三維精細化有限元分析，系統(tǒng)地研究了該結(jié)構(gòu)的力學性能，探討了在分析此類結(jié)構(gòu)不同問題時與之相適應的簡化分析計算方法。論文的主要工作如下:
　　首次進行了大寬跨比正交異性板魚腹式薄壁箱梁橋的大比例有機玻璃模型試驗研究，系統(tǒng)測試了結(jié)構(gòu)的整體力學性能;通過試驗結(jié)果和兩種有限元模型計算值的對比分析，揭示了此類復雜結(jié)構(gòu)的整

2、體力學性能。比較了腹板和橫隔板間頂板和底板應力分布狀態(tài)，得到了該結(jié)構(gòu)控制截面的正應力分布規(guī)律。為此類結(jié)構(gòu)在工程上的推廣應用提供了參考依據(jù)。
　　基于最小勢能原理，假定剪力滯翹曲函數(shù)為余弦函數(shù)模式，利用能量變分原理，推導出單箱多室（奇數(shù)）薄壁箱梁剪力滯控制微分方程和邊界條件，并給出了微分方程的解析表達式;結(jié)合大比例有機玻璃模型，建立了全橋精細化三維有限元模型，通過數(shù)值分析、解析解與模型試驗，對比分析了單箱五室兩跨連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)的頂?shù)装?/p>

3、的剪力滯系數(shù)的分布規(guī)律，并首次研究了斜曲邊腹板對多室箱梁剪滯效應的貢獻。
　　以薄板的平面應力問題和薄板彎曲問題為對象，將帶有縱向加勁肋的薄壁箱梁結(jié)構(gòu)正交異性板換算為等厚度材料正交異性板，選取四節(jié)點矩形單元，構(gòu)造出一種新的考慮材料正交異性的四節(jié)點位移形有限元列式，通過算例驗證了計算方法的可靠性，本文計算方法可方便地納入位移法通用有限元程序系統(tǒng)中。
　　從鋼箱梁與鋪裝結(jié)構(gòu)一體化的角度出發(fā)，展開鋼箱梁與鋪裝層相互作用的局部力學性

4、能分析。以最不利工況為基礎，討論通過改變影響橋面鋪裝結(jié)構(gòu)性能的參數(shù):鋼橋面板厚度、鋼纖維混凝土鋪裝層厚度、瀝青混凝土鋪裝層厚度及鋼橋面項板加勁肋密度等，通過精細化局部三維有限元數(shù)值模型，分析了鋼橋面板和鋼纖維混凝土鋪裝層的變形、應力（應變）隨各參數(shù)變化的規(guī)律。給出了各參數(shù)的合理取值界限。
　　基于梁格法的優(yōu)化理論，以結(jié)構(gòu)的單位長度用鋼量為目標函數(shù)。把橫隔板間距、橫隔板厚度、橫隔板高度、加勁肋高度、加勁肋厚度、加勁肋數(shù)量和橋面板厚度