新型正交異性鋼橋面板抗疲勞優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、正交異性鋼橋面板因具有承載能力大、重量輕、制造加工方便等優(yōu)點，并廣泛應(yīng)用于大跨度鋼橋中。但在使用過程中，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了大量的疲勞裂紋，嚴重影響橋梁的使用性能。為改善正交異性板鋼橋面的疲勞性能，做的主要工作和相應(yīng)結(jié)論如下:
　　(1)通過調(diào)研既有正交異性板鋼橋的疲勞病害發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)疲勞裂紋較多的部位有4個?？偨Y(jié)了國內(nèi)外相關(guān)研究成果，為改善結(jié)構(gòu)的疲勞性能，國外有學(xué)者提出新型正交異性板結(jié)構(gòu)。
　　(2)分析各疲勞易損部位的損傷機理。針對

2、正交異性板的受力特點，指出疲勞裂紋是荷載和面外變形共同作用的結(jié)果，設(shè)計參數(shù)和構(gòu)造細節(jié)對關(guān)鍵部位的疲勞性能有重要影響。
　　(3)分別建立傳統(tǒng)和兩種新型正交異性板的有限元模型，沿橫向和縱向變換加載位置，對比各疲勞易損部位的名義應(yīng)力幅和面外變形情況。分析結(jié)果表明:新型正交異性板結(jié)構(gòu)在縱肋—頂板焊縫處出現(xiàn)了更大的豎向撓曲變形，進而產(chǎn)生了更大的應(yīng)力幅，疲勞性能較差，需要進一步優(yōu)化;對于縱肋—橫隔板焊縫和橫隔板開槽部位，相應(yīng)部位的面外變形與

3、應(yīng)力幅沒有明顯關(guān)系，但400mm縱肋的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的應(yīng)力幅最小，疲勞性能較優(yōu)。
　　(4)以應(yīng)力幅和面外變形為指標(biāo)，針對縱肋跨度為400mm的新型正交異性板結(jié)構(gòu)，進行設(shè)計參數(shù)優(yōu)化和構(gòu)造細節(jié)優(yōu)化，同時討論了應(yīng)力與面外變形的關(guān)系。分析結(jié)果表明:頂板的豎向撓曲變形和D1、D2、D3點的應(yīng)力幅隨頂板厚度的增加而減小，橫隔板厚度對面外變形和應(yīng)力幅的影響不大，增加縱肋的厚度是有利的，橫隔板間距從4m增加到8m，跨中撓度增加了2倍;加入頂部小隔板后