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构造细节及关键设计参数对于正交异性钢桥面板疲劳性能的影响研究

李善群  
【摘要】:正交异性钢桥面板因具有自重轻、整体性好、承载能力大、行车舒适性好等优点而得到了广泛的应用。但由于其构造复杂、受焊接残余应力影响大等原因,部分构造细节处极易发生疲劳开裂,当疲劳裂纹开裂到一定程度时直接影响结构的使用安全。鉴于此,本文以构造细节和设计参数研究为主线,对正交异性钢桥面板的疲劳问题进行研究。主要工作内容如下: (1)为提高正交异性钢桥面板的抗疲劳性能,选取6种典型的横隔板开孔型式,建立了精细数值分析模型,通过足尺正交异性钢桥面板静力试验,校准了横隔板开孔细节的有限元模型。通过有限元参数分析,讨论横隔板开孔型式与几何尺寸对开孔处应力分布的影响,为正交异性钢桥面板抗疲劳设计提供依据。 (2)研究了正交异性钢桥面板厚度、横梁腹板厚度、U肋厚度和U肋高度等不同设计参数对正交异性钢桥面板受力性能的影响,给出了上述参数的合理取值区间。提出了正交异性钢桥面板设计参数匹配的适用率概念,并给出了计算公式,在上述各设计参数合理取值范围内,综合考虑结构疲劳性能和经济性(用钢量),计算适用率,给出了三组正交异性钢桥面板设计参数合理匹配的参考取值。


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