钢箱梁受压加劲板设计方法研究

摘要

钢结构桥梁具有强度高、自重轻、无支架施工、工期短等特点,已经成为大跨径桥梁的主要结构形式。钢桥中的钢箱梁主梁翼缘为典型的加劲板件,薄壁加劲板在压力作用下,稳定问题突出。本文以加劲板为研究对象,就其较为基本和常见的受压稳定性能展开论述,并提出加劲板的设计方法。
　　首先研究板件局部稳定中的绝对稳定准则和屈服准则的宽厚比限值,然后介绍各国规范关于板件厚度的各种规定,并对各规范做出对比分析:美国AASHTO规范的规定较为不严格,英国BS5400规范与中国《公路钢结构桥梁设计规范》(报批稿)规定较为接近;《钢结构设计规范》由于其规定中无长细比的体现而偏于安全。
　　分析了受压加劲板的四种基本屈曲破坏形态,总结各国规范关于加劲肋尺寸和刚度的规定,从内容和数值两方面对各规范加劲肋刚度做了分析。通过L形开口肋加劲板试件模型,改变加劲肋高度来确定其临界抗弯刚度比,评估文中关于抗弯刚度比的计算公式:Giencke.E公式在板件宽厚比适中时可以较准确的计算临界刚度比,而应用美国规范计算的刚度比偏大。
　　介绍了加劲板稳定承载力的计算方法,将各国规范对于稳定承载力计算的规定进行叙述。通过缩尺比例为1:3的加劲板的试件模型,应用各国规范进行计算,并与试验值进行对比:各试件模型的构造尺寸可以较好的满足日本规范的构造规定,且应用日本规范计算的稳定承载力与试验值最为接近。
　　最后综合国内外设计规范,提出加劲板的设计方法,并对其设计方法进行验证。在此基础上,拟定加劲板尺寸进行加劲板设计,并对构造和稳定承载力进行验算,验证了设计方法的适用性。

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第一章 绪 论

1.1概述

1.2钢箱梁加劲板的应用与发展

1.3加劲板稳定理论与设计方法的国内外研究现状

1.4本文主要研究内容

第二章 加劲板母板尺寸的设计

2.1概述

2.2加劲板母板尺寸确定的理论基础

2.3各规范关于加劲板母板尺寸的规定

2.4 各规范关于加劲板母板尺寸规定的比较

2.5小结

第三章 加劲肋尺寸和刚度的设计

3.1概述

3.2加劲板的破坏形态

3.3加劲肋抗弯刚度比的理论基础

3.4各规范关于加劲肋抗弯刚度比的规定

3.5加劲肋抗弯刚度比的计算实例

3.6各规范关于加劲肋抗弯刚度比规定的比较

3.7小结

第四章 加劲板的稳定承载力计算

4.1概述

4.2加劲板稳定承载力的判定准则

4.3加劲板稳定承载力的计算方法

4.4各规范对于稳定承载力计算的规定

4.5加劲板稳定承载力的计算实例

4.6各规范关于加劲板稳定承载力的比较

4.7小结

第五章 加劲板设计方法与实例

5.1概述

5.2加劲板的设计流程

5.3加劲板的设计方法

5.4加劲板的有限元分析

5.5 加劲板的设计实例

5.6 小结

结论与展望

参考文献

致谢