正交異性鋼橋面板結構熱點應力分析及可靠度評估.pdf

1、正交異性鋼橋面板由于自重輕、節(jié)省鋼材、抗扭剛度大、整體性好、承載能力高等優(yōu)點，其作為整體式橋面體系在纜索承重體系的鋼橋中得到廣泛應用。然而，正交異性鋼橋面板焊接結構中，鋼橋面板與縱向加勁肋和橫隔板之間連接的焊接節(jié)點焊趾處存在應力集中現(xiàn)象，在交通荷載直接作用下，焊接節(jié)點焊趾處容易發(fā)生結構破壞。
　　本文以正交異性鋼橋面板焊接節(jié)點為研究對象，對焊接節(jié)點焊趾處不同的結構熱點應力確定方法進行比較分析，進而對其進行受力性能分析以及可靠度評估

2、，本文主要的研究工作如下。
　　利用有限元軟件ANSYS分別建立了焊接節(jié)點的實體單元和殼單元有限元模型，在焊趾附近區(qū)域共劃分七種尺寸單元網(wǎng)格，分別采用直接提取法、表面外推法和結構應力法計算正交異性鋼橋面板焊接節(jié)點焊趾處的結構熱點應力，比較分析不同方法計算結果的精度及其對有限元網(wǎng)格尺寸和單元類型的敏感性。研究結果表明，對于不同網(wǎng)格尺寸和單元類型的有限元模型，直接提取法和表面外推法獲得的結構熱點應力離散性較大，結構應力法計算的結構熱點

3、應力具有較好的一致性。
　　基于結構應力法在確定焊趾附近合理的應力分布方面是一種有效的數(shù)值分析計算方法，考慮焊接節(jié)點自身材料屬性和外部荷載條件的隨機性，利用結構可靠度理論的概率分析方法對正交異性鋼橋面板進行可靠度評估。首先，在已建立的焊接節(jié)點實體單元和殼單元有限元模型的基礎上，分析結構應力計算結果在不同荷載作用下對單元類型和網(wǎng)格尺寸的敏感性。其次，根據(jù)焊接節(jié)點的抗力效應和荷載效應建立結構功能函數(shù)，其中，抗力效應為結構的材料強度，荷