文档介绍：东南大学
硕士学位论文
正交异性板扁平钢箱梁若干问题研究
姓名:张陕锋
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:郭正兴
20060325
正交异性板扁平钢箱梁若干问题研究摘要近些年来钢箱梁桥在运营过程中发现一些与结构、构造和制造工艺相芯苛私诙握灰煨园灞馄礁窒淞菏芡洹⑹芘さ牧ρ阅堋?疾炝烁窒淞憾グ濉⒌装搴透舭供重要的初始条件,同时为疲劳强度的分析提供有价值的应力幅,为使寿命的预测提供参考;正交异性板扁平钢箱梁最早的应用是英钢箱粱的主要目的是为了改善大跨度悬索桥的抗风性能。扁平钢箱梁代替桁架梁被认为如同飞机工业中双翼飞机改进为单翼飞机的革命性变革。同时,正交异性板扁平钢箱梁保留了正交异性桥面板具有自重轻、刚度大、维护方便等优点,所以,继桥之后,法钢箱梁适合于任何把自重和粱高作为重要指标的桥梁。关的重要问题,并且随服役时间的增长越来越突出。扁平钢箱梁的正交异性桥面板既有桥面系的功能,直接承受交通荷载,又构成横梁和纵梁的上翼缘,结构受力复杂;因剪力滞后效应、畸变翘曲、构造细节和焊接工艺造成的应力集中等原因,应力变化梯度大;而桥面系局部刚度不足也导致铺装层过早破坏。如果正交异性桥面板因疲劳或其它原因损坏而需要修复或者更换时,将十分困难。所以,有些国家的桥梁工程师一直谨慎使用正交异性桥面板作为扁平箱梁翼缘的结构形式。在美国,桥梁界从上个世纪年代就开始深入、系统地研究正交异性板梁,而直到年建成的卡圭尼兹第三大桥才首次使用正交异性板扁平钢箱梁作为较大跨度悬索桥的加劲粱。可以看到,人们对正交异性板扁平钢箱梁的结构性能认识还不是非常统一和成熟,对相关问题有必要进行更深入的研究。本文以一座实桥的扁平钢箱梁为模型用有限元方法和砑芯苛苏灰煨园灞馄礁箱梁的三个问题:等各个部分的应力分布特点和应力幅值。包括剪力滞效应、扭转翘曲正应力、斜底板以及箱形棱角处的应力水平,以期为确定主梁的钢材强度和其他力学性能提供依据,也为推测扁平钢箱梁的断裂危险部位提供依据,为分析整个桥梁建设的经济性提供参考:芯苛吮馄礁窒淞簎形肋与面板的焊接残余应力。在蛑杏萌纫唤峁顾承蝰詈系方法模拟已知焊缝熔合线的焊接产生的残余应力,以期为计算正交异性桥面板的极限承载能力提芯苛吮馄礁窒淞赫灰煨郧琶姘宓墓乖焐杓啤V饕Q芯苛撕岣舭逦J筓形肋贯穿所开缺口的应力集中和卫吣谏柚眯「舭宥愿纳魄琶姘迨芰Φ淖饔茫云谖G琶姘宓目蛊@蜕杓铺峁依据,为精确计算桥面板的刚度和交通荷载作用下的位移提供依据,为桥面铺装相关研究和施工提供依据和参考。通过对上述问题的理论研究和扑惴治觯玫揭恍┙崧酆褪荩云诙员馄礁窒淞呵度设计、疲劳设计、制造安装、桥面铺装、运营维护和寿命评估等提供有价值的参考。关键词:扁平钢箱粱正交异性桥面板焊接残余应力构造设计有限元分析
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第一章绪论引言是世界第一座铸铁桥梁。科尔布鲁克德尔被认为是世纪英箱形截面。该桥是世界第一座采用正交异性扳扁平钢箱梁作为主梁的桥梁,跨度,为当年英国建成横跨在塞文河上的科尔布鲁克德尔铁桥矿和蒸汽机的应用促进了冶金业发展,促使铸铁首次用于建桥业。铁桥被认为是英国工业革命的标志性建筑。加劲板结构广泛应用于工程界始于世纪。年由设计跨越O康攀保龆ú捎弥圃旒盂景宓ピ#儆冒寮槌上淞骸R蛭J鞘状谓ḿ泳⒅逵τ于桥梁工程,而专门做了试验,经过试验最后确定箱梁的截面形式是项、底板采用闭口加劲肋铸铁板,而腹板选用开口加劲肋板。年美国建造的依兹桥鞘澜缱钤绲母智牛昕9ぃ年,以它的设计者命名,是圣路易斯甃谝蛔缑芪魑鞅河的桥梁,是世界第一座使用悬臂法施工的桥梁,也是美国第一座使用沉箱的桥梁。二次世界大战后的德国,需要进行大量的基础建设,由于钢材短缺,