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《湖南大学》 2005年
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正交异性钢箱梁局部稳定分析理论及模型试验研究

李立峰  
【摘要】:本文在总结中外学者研究成果和外国设计规范的基础上,结合我国大跨度正交异性钢箱梁的工程实践,系统地研究了正交异性钢箱梁结构的局部稳定问题,主要做了以下工作: (1)研究了正交异性钢箱梁在桥梁工程结构中的发展历史、应用现状、以及存在的关键技术问题,阐述了密索体系斜拉桥和自锚式悬索桥的发展使钢箱梁的局部稳定问题更加突出的原因; (2)研究了四边简支板的屈曲临界应力的理论解和各国规范对板局部稳定的规定;然后推导了加劲板的屈曲临界应力的理论解,分析了各种国内、外规范对加劲板的计算方法、并对它们的理论背景和适用范围进行了对比研究;研究了开口、闭口加劲板的弹性屈曲特性,并对一些主要影响其屈曲应力的参数进行了分析;提出了加劲肋的合理构造,推导了纵向加劲肋、横隔板的所需刚度的计算公式; (3)首次提出并建立了考虑钢桥面板第二体系应力约束时的钢桥面板的稳定优化分析模型。针对目前钢桥面铺装容易受损、开裂的现状,基于格子梁法推导了分析钢桥面板第二体系应力的刚度计算公式,以计入结构重量和焊缝体积的结构造价为目标函数,以桥面板的局部刚度(限制第二体系应力的大小、防止钢桥面板的破坏)和稳定容许应力为约束条件,采用可行方向法进行优化迭代,编制了计算程序;得到一些十分有意义的结论,可用于指导钢箱梁的设计; (4)提出了全面考虑材料、几何双重非线性以及计入初始几何缺陷、残余应力的加劲板稳定承载力的计算方法。分析理论可直接用于指导承压加劲板的设计。 (5)应用梁柱理论,推导了加劲肋的M-φ-N之间的计算公式,并采用递推的方法推导了考虑初始缺陷、残余应力的加劲板承载能力简化计算方法,编制了计算程序,并与通用程序计算进行了对比,两者吻合较好。在此基础上,进行一批共6块加劲板的稳定承载力的模型试验,得到了板件破坏时的极限荷载大小,同时对试验结果与理论计算结果进行了比较,吻合较好。 (6)在此基础上,以三汊矶大桥为工程背景,介绍两个不同结构布置的1:5典型节段钢箱梁模型试验,其中模型1的腹板采用开口加劲肋,承载力分析结果表明模型由于腹板的局部失稳而破坏;模型2的腹板采用U形闭口加劲肋,模型由于材料屈服而破坏,采用非线性有限元法得到了结构的荷载—位移曲线,详细的理论分析验证了试验结果。试验结果对钢箱梁的设计有很大的参考意义。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:U441.5

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 记者 李岩;高新区提升发展承载力[N];保定日报;2010年
9 李志宁;内需扩大的消费承载力[N];江苏经济报;2002年
10 北华航天工业学院基础部 岳雅璠 何春江;提高廊坊城市承载力之我见[N];廊坊日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李立峰;正交异性钢箱梁局部稳定分析理论及模型试验研究[D];湖南大学;2005年
2 马牛静;大跨度桥梁钢箱梁加劲板的动力行为研究[D];华南理工大学;2012年
3 曹国峰;大跨度重型钢管相贯节点与典型加劲节点的试验与理论研究[D];同济大学;2006年
4 王茜;钢桥塔与组合桥塔受力性能试验研究[D];长安大学;2008年
5 张彩然;单轨应急梁稳定性能研究[D];北京交通大学;2012年
6 王孟鸿;三维空间钢结构高级分析理论与应用[D];西安建筑科技大学;2003年
7 刘威;钢管混凝土局部受压时的工作机理研究[D];福州大学;2005年
8 王霞;新疆土地承载力问题研究[D];新疆大学;2007年
9 陶晓燕;大跨度钢桥关键构造细节研究[D];中国铁道科学研究院;2008年
10 朱美春;钢骨—方钢管自密实高强混凝土柱力学性能研究[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 逯文茹;斜拉桥钢箱梁典型纵向肋加劲板设计方法研究[D];长安大学;2010年
2 张小华;正交异性钢箱梁加劲板局部稳定理论研究[D];湖南大学;2010年
3 秦凤江;正交异性钢箱梁受压加劲板稳定性能研究[D];长安大学;2010年
4 王清泉;大跨度斜拉桥扁平钢箱梁腹板极限承载力试验研究[D];同济大学;2006年
5 宋恒扬;三汊矶湘江大桥钢箱梁加劲板件局部稳定分析研究[D];中南大学;2007年
6 倪修国;化学植筋节点在低周反复荷载作用下的抗震性能试验研究[D];合肥工业大学;2005年
7 宗伟;体外预应力技术在桥梁加固中的应用[D];武汉理工大学;2005年
8 向贤礼;砂卵石地基的勘测方法与承载力研究[D];中南大学;2005年
9 邓娟;大型焊接空心球节点的理论与试验研究[D];华中科技大学;2005年
10 刘永吉;营口市水资源承载力研究[D];天津大学;2005年
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