正交异性钢桥面板构造参数优化设计及纵肋与面板连接疲劳性能研究

摘要

随着正交异性钢桥面板的快速发展和广泛应用，其优越性日益凸显，越来越多的桥梁建设采用了这种结构形式，但其疲劳开裂问题一直是长期以来困扰工程界的技术难题。
　　本文针对正交异性钢桥面板的疲劳问题，从两方面探索了提高正交异性钢桥面板疲劳性能的途径:
　　一方面，在满足现行规范对受力、变形及构造要求的前提下，通过采用大型通用有限元计算分析软件Abaqus进行试算，对正交异性钢桥面板的构造参数进行优化设计研究，给出一组面板厚度从16mm以偶数数列变化至32mm时，U形肋尺寸和间距、横隔板高度和间距等参数合理匹配的建议值，力求在提高其整体工作性能、确保设计的合理性和经济性的同时，减少制造时U形肋及横隔板的数量，从而减少全桥的焊接工作量，降低发生疲劳破坏的概率，提高其疲劳耐久性。
　　另一方面，借助某大桥不等厚面板及不等高U形肋现场对接接头位置进行U形肋双面焊足尺试件设计，通过静载及疲劳试验并与力学理论计算及Abaqus有限元计算结果进行对比，对目前技术上已实现的U形肋-面板双面焊连接接头的静力及疲劳性能进行研究，总结与归纳了其疲劳裂纹的起始位置和扩展规律，并采用热点应力法对其疲劳强度进行了评估，最后与U形肋和面板传统单面焊连接构造的疲劳性能进行了比较，指出了U形肋和面板双面焊连接构造对提高正交异性钢桥面板疲劳耐久性的意义所在。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 论文研究背景

1．2 国内外针对正交异性钢桥面板疲劳问题研究现状

1．3 本文的研究意义与内容

1．4 本章小结

2 正交异性钢桥面板构造参数优化设计

2．1 优化设计计算理论

2．2 构造参数选取

2．3 ABAQUS有限元模型建立

2．4 计算结果分析

2．5 本章小结

3 正交异性钢桥面板U形肋-面板双面焊连接构造受力性能试验研究

3．1 工程背景

3．2 疲劳计算理论

3．3 试件和工装设计

3．4 试验设备

3．5 静载试验及结果分析

3．6 疲劳试验及结果分析

3．7 本章小结

4 结论

参考文献

附录

作者简历及科研成果

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