文档介绍：⑨硕士掌位论文东南大学密级—皇址大跨径钢箱梁桥面铺装体系结构优化设计姚遮董卫麴撞泌研究生姓名:导师姓名:奎二堕麴撞生§旦堕三堂亟±祗旦康盘国盔主学科专业名称道瞪皇丛道王攫煎生旦旦申请学位级别论文提交日期学位授予单位论文答辩日期学位授予日期评阅人分类号氛眨&垄学号竖
摘要随着我国公路建设的迅猛发展,近十几年来,我国修建了数十座大跨径钢桥,其中绝大多数采用正交异性钢桥面板和沥青混合料铺装体系作为桥面系。证交异性铡桥面的桥面铺装问题不仅在我国、在世界范围内都是一直没有完善解决的复杂技术,囚此,寻求一种理想的构造,通过优化钢箱梁结构改善铺装层的受力状态,具有重要的理论意义和实用价值。本文采用有限元方法进行优化设计,在建立计算模型时,假设桥面结构和沥青混凝土铺装层是连续完全弹性、均匀和各向同性的,将桥面板、梯形加劲肋、横隔板和铺装层作为完整的结构体系,采用实体单元建立三维有限元模型,并在对于铺装而言的最不利位置施加荷载。通过考虑铺装上层厚度、铺装下层厚度、桥面板厚度、梯形加劲肋厚度、梯形加劲肋上口宽度、梯形加劲肋底部宽度、梯形加劲肋高度、横隔板间距和梯形加劲肋间距等因素对铺装层受力状况的影响,找出设计空间:通过参考国内外设计经验和对铺装层材料力学性能的分析,把铺装层内最大拉应力、最大拉应变、表面竖向最大位移、最大剪应力、桥面板挠跨比作为优化分析的状念变量并提出可行区;以铺装体系局部质量为目标函数,利用有限元分析软件中的最优化设计功能对体系中各结构设计参数进行动态调整优化,寻求各参数的最佳组合,从而达到铺装体系优化设计的目的。然后基于虽优化设计序列。通过有限元分析软件优化设计模块中最优梯度法对各参数进行敏感生分析,得到对铺装层控制指标影响最大的结构参数。最后,应用狤法对优化设计的结果进行验算,结果表明,优化设计后桥面板的承载能力也同时得到了提高,说明优化设计的结果是一种比现有结构更加高效的设计方案。关键词:正交异性钢桥面板桥面铺装有限元优化设计敏感性狤法东南夫学触宦畚
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一签名膨雌名:赴日期:扔东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研究生院办理。
第前言研究背景及意义随着科学技术的进步,建造力量的增强以及性能优良的建筑材料的出现,人类的桥梁建设能力在近几十年来有了迅速地发展,其显著的标志之~就是桥梁的跨释纪录被不断刷新,目前世界主跨最人的桥梁是日本的多多罗大桥,〖覬:,构什重量轻,运输、架设方便,诙蹋㏕干扰小,是大跨释桥梁的理想材料,目前各类体系桥梁中,跨径居于前列的皆为钢桥。建国以来,我国公路建设迅猛发展,跨越江、河的各式各样的桥梁不断涌现。近十年来,我国加人了对交通建设的投资,借鉴国际上大跨径桥梁的建造经验,修建了数十座人跨径铜桥,其中绝人多数均采用正交异性桥面板,如西陵长江人桥、倍ɑ⒚湃饲牛胷2兹饲拧⒔鮇江人桥、南京拍虾盒崩智拧⒅厍斐そ旃胰拧⑸峭肥餤饲拧⑷笱锍そ饲诺取人跨径钢桥主要的结构形式为斜拉桥和悬索桥。斜拉桥按《髌庑问降牟煌谕庖丫ǔ傻母中崩胖饕7殖梢浴痳两种:单箱多室流线型扁平钢箱梁单箱多塑流线型扁平钢箱梁由顶板、底扳、斜腹板、纵腹板及横隔板等组成。为了提高主梁的抗风性能,增加主梁的景观效果,一般在箱梁外带有三角形风嘴。顶板及斜腹扳均为正交异性构件,钢箱粱内设置纵腹板,两条边纵腹扳一般设置成板式腹板。中纵腹板和横隔板一样,有板式和桁架式两种。横隔粱的间距根据第二体系的计算结果及桥面铺装对桥面板的刚度要求设计,间距一般为:岣舭宸骤煨跏胶桶迨搅街帧0迨胶岣舭庥址终迨健⒍越邮健⑺邮饺郑忌柙诓煌的受力部位。在板式横隔板的一定区域可根据要求设置人洞和电缆孔。此种断面的钢箱梁抗风性能好,主粱整体刚废』屑泳⒗呔柚迷诜馇鷍的钢箱梁内部,可设置除湿设备,因此其防腐效果好。浒闶腋窒淞双箱双室钢箱梁断面是由两个分离式的单箱和桥面板组成,两个单箱之间设置横隔板或斜杆式横向连接系。边箱有矩形和例梯形两种,矩形