正交異性鋼箱梁局部穩(wěn)定分析理論及模型試驗研究.pdf

1、本文在總結(jié)中外學(xué)者研究成果和外國設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國大跨度正交異性鋼箱梁的工程實踐，系統(tǒng)地研究了正交異性鋼箱梁結(jié)構(gòu)的局部穩(wěn)定問題，主要做了以下工作： (1)研究了正交異性鋼箱梁在橋梁工程結(jié)構(gòu)中的發(fā)展歷史、應(yīng)用現(xiàn)狀、以及存在的關(guān)鍵技術(shù)問題，闡述了密索體系斜拉橋和自錨式懸索橋的發(fā)展使鋼箱梁的局部穩(wěn)定問題更加突出的原因； (2)研究了四邊簡支板的屈曲臨界應(yīng)力的理論解和各國規(guī)范對板局部穩(wěn)定的規(guī)定；然后推導(dǎo)了加勁板的屈曲臨界

2、應(yīng)力的理論解，分析了各種國內(nèi)、外規(guī)范對加勁板的計算方法、并對它們的理論背景和適用范圍進(jìn)行了對比研究；研究了開口、閉口加勁板的彈性屈曲特性，并對一些主要影響其屈曲應(yīng)力的參數(shù)進(jìn)行了分析；提出了加勁肋的合理構(gòu)造，推導(dǎo)了縱向加勁肋、橫隔板的所需剛度的計算公式； (3)首次提出并建立了考慮鋼橋面板第二體系應(yīng)力約束時的鋼橋面板的穩(wěn)定優(yōu)化分析模型。針對目前鋼橋面鋪裝容易受損、開裂的現(xiàn)狀，基于格子梁法推導(dǎo)了分析鋼橋面板第二體系應(yīng)力的剛度計算公式

3、，以計入結(jié)構(gòu)重量和焊縫體積的結(jié)構(gòu)造價為目標(biāo)函數(shù)，以橋面板的局部剛度（限制第二體系應(yīng)力的大小、防止鋼橋面板的破壞）和穩(wěn)定容許應(yīng)力為約束條件，采用可行方向法進(jìn)行優(yōu)化迭代，編制了計算程序；得到一些十分有意義的結(jié)論，可用于指導(dǎo)鋼箱梁的設(shè)計； (4)提出了全面考慮材料、幾何雙重非線性以及計入初始幾何缺陷、殘余應(yīng)力的加勁板穩(wěn)定承載力的計算方法。分析理論可直接用于指導(dǎo)承壓加勁板的設(shè)計。 (5)應(yīng)用梁柱理論，推導(dǎo)了加勁肋的M N φ ?

4、 ? 之間的計算公式，并采用遞推的方法推導(dǎo)了考慮初始缺陷、殘余應(yīng)力的加勁板承載能力簡化計算方法，編制了計算程序，并與通用程序計算進(jìn)行了對比，兩者吻合較好。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行一批共6 塊加勁板的穩(wěn)定承載力的模型試驗，得到了板件破壞時的極限荷載大小，同時對試驗結(jié)果與理論計算結(jié)果進(jìn)行了比較，吻合較好。 (6)在此基礎(chǔ)上，以三汊磯大橋為工程背景，介紹兩個不同結(jié)構(gòu)布置的1：5典型節(jié)段鋼箱梁模型試驗，其中模型1 的腹板采用開口加勁肋，承載力分