公路懸索橋鋼箱梁正交異性板橋面局部應(yīng)力影響面與包絡(luò)面和簡化計(jì)算研究.pdf

1、(1)針對正交異性板鋼橋面受力性能以及使用中出現(xiàn)的問題和困難，結(jié)合《公路懸索橋設(shè)計(jì)細(xì)則》的制訂工作，對國內(nèi)外鋼箱梁正交異性板橋面構(gòu)造細(xì)節(jié)演變、國內(nèi)外規(guī)范采用的鋼箱梁正交異性板橋面汽車荷載、國內(nèi)外規(guī)范對鋼箱梁正交異性橋面的構(gòu)造規(guī)定、國內(nèi)外鋼箱梁正交異性橋面典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等相關(guān)問題進(jìn)行調(diào)研。
　　(2)針對公路懸索橋鋼箱梁正交異性板橋面應(yīng)力準(zhǔn)確計(jì)算困難的問題，提出基于空間結(jié)構(gòu)計(jì)算的由頂板橫向應(yīng)力、頂板縱向應(yīng)力和頂板縱肋縱向應(yīng)力構(gòu)成的“正

2、交異性板橋面局部應(yīng)力”概念。該局部應(yīng)力包含了傳統(tǒng)計(jì)算中正交異性板橋面計(jì)算體系（第二體系）應(yīng)力和頂板計(jì)算體系（第三體系）應(yīng)力的內(nèi)涵，便于將橋梁總體計(jì)算（第一體系）的橋面應(yīng)力和該局部應(yīng)力疊加，直接得到準(zhǔn)確的橋面總應(yīng)力。
　　(3)根據(jù)業(yè)已修建和設(shè)計(jì)的公路懸索橋正交異性板鋼箱梁基本尺寸的調(diào)查，選取典型結(jié)構(gòu)，建立板殼單元空間結(jié)構(gòu)梁段模型。使用我國公路Ⅰ級標(biāo)準(zhǔn)車輛后輪的140kN車軸荷載，在三種典型荷載模式下，計(jì)算1806種荷載工況。針對頂

3、板三種典型結(jié)構(gòu)部位的橫向應(yīng)力與縱向應(yīng)力和頂板縱肋縱向應(yīng)力等橋面局部應(yīng)力進(jìn)行影響線分析研究，總結(jié)出荷載縱向位置對橋面局部應(yīng)力的影響規(guī)律。
　　(4)取較為不利的荷載模式，增加30kN車軸荷載作用的602個(gè)荷載工況。利用局部應(yīng)力的影響線，用疊加法繪制公路Ⅰ級標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載作用下頂板三種典型結(jié)構(gòu)部位的橫向應(yīng)力與縱向應(yīng)力和頂板縱肋縱向應(yīng)力等橋面局部應(yīng)力歷程曲線。取各結(jié)構(gòu)部位局部應(yīng)力的最大值和最小值，對重車道外輪位置和超車道內(nèi)輪位置進(jìn)行局部應(yīng)

4、力包絡(luò)線分析研究，總結(jié)出受力最不利結(jié)構(gòu)部位和對應(yīng)的荷載縱向位置。
　　(5)針對公路懸索橋鋼箱梁正交異性板橋面典型結(jié)構(gòu)，選取重車道和超車道的吊索區(qū)和跨中區(qū)等4橋面區(qū)域，確定荷載的縱向和橫向施加范圍，計(jì)算23668種荷載工況作用，分別對頂板橫向應(yīng)力與縱向應(yīng)力和頂板縱肋縱向應(yīng)力的影響面進(jìn)行系統(tǒng)分析研究，總結(jié)出荷載在不同平面位置作用對局部應(yīng)力的影響規(guī)律。
　　(6)提取并處理4橋面區(qū)域內(nèi)所有荷載工況的3.7億局部應(yīng)力數(shù)據(jù)，進(jìn)一步對

5、橋面頂板橫向最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力、頂板縱向最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力和頂板縱肋縱向最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力等6種局部應(yīng)力的包絡(luò)面進(jìn)行深入分析研究，總結(jié)出橋面局部應(yīng)力的分布規(guī)律和橋面局部應(yīng)力極值的發(fā)生部位。
　　(7)對公路懸索橋鋼箱梁正交異性板橋面局部應(yīng)力進(jìn)行參數(shù)敏感性分析研究。選擇結(jié)構(gòu)參數(shù)、荷載參數(shù)、計(jì)算模型參數(shù)等三大類，共計(jì)11種設(shè)計(jì)參數(shù)。在分析研究這些參數(shù)對橋面局部應(yīng)力影響程度的基礎(chǔ)上，凝煉出頂板厚度、頂板縱肋厚度、主梁高度、橫

6、隔板間距、吊索節(jié)間數(shù)和鋪裝層厚度等6個(gè)重要影響參數(shù);詳細(xì)計(jì)算分析3600種參數(shù)組合、7200個(gè)模型、158400種荷載工況的多參數(shù)變化對橋面局部應(yīng)力的影響。精確計(jì)算各參數(shù)組合結(jié)構(gòu)的最不利局部應(yīng)力、對應(yīng)的結(jié)構(gòu)部位和荷載位置。
　　(8)在回歸分析大量結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對公路懸索橋典型鋼箱梁正交異性板橋面的頂板橫向最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力、頂板縱向最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力、頂板縱肋縱向最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力等6種局部應(yīng)力，提出簡化計(jì)算