新型大縱肋正交異性鋼板-混凝土組合橋面板優(yōu)化設計及適用性研究.pdf

1、為提升正交異性鋼橋面板的抗疲勞性能，國內(nèi)外學者提出了大縱肋正交異性鋼橋面板，研究表明:相對于傳統(tǒng)的正交異性鋼橋面板，該結(jié)構(gòu)在整體疲勞性能和經(jīng)濟性等方面具有突出優(yōu)勢。但該類結(jié)構(gòu)頂板與縱肋焊縫和縱肋腹板局部區(qū)域疲勞強度不足問題突出，進一步完善結(jié)構(gòu)設計并改善上述控制部位的疲勞性能，是推動這一新型橋面板結(jié)構(gòu)發(fā)展的基礎和關鍵。在大縱肋正交異性鋼橋面板上設置混凝土結(jié)構(gòu)層，發(fā)展新型大縱肋正交異性鋼板—混凝土組合橋面板，是改善大縱肋正交異性鋼橋面板關鍵

2、疲勞易損部位抗疲勞性能的有效途徑。對于該類結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計問題及其在典型橋型中的適用性問題進行了研究。
　　主要研究工作如下:
　　(1)概述正交異性鋼橋面板發(fā)展歷程，簡述傳統(tǒng)正交異性鋼橋面板面臨的兩類難題，綜述了大縱肋正交異性鋼橋面板的優(yōu)勢和不足。在此基礎上闡述了新型大縱肋正交異性鋼板—混凝土組合橋面板的發(fā)展概況;
　　(2)以典型的大縱肋正交異性鋼板—混凝土組合橋面板為研究對象，建立了其參數(shù)化有限元模型，分析了增設混

3、凝土結(jié)構(gòu)層在改善正交異性鋼橋面板局部應力集中、增大結(jié)構(gòu)局部剛度方面的有效性。結(jié)果表明:組合結(jié)構(gòu)體系能夠增加其橋面剛度，顯著降低正交異性鋼橋面板關鍵疲勞易損部位的應力水平;
　　(3)確定了影響新型大縱肋正交異性鋼板—混凝土組合橋面板結(jié)構(gòu)受力的主要設計參數(shù)，在此基礎上基于Kriging方法對兩類大縱肋組合橋面板的截面參數(shù)進行了優(yōu)化設計。研究結(jié)果表明，所提出的Kriging方法適用于大縱肋組合橋面板的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計問題。
　　(4

4、)以所確定的新型大縱肋正交異性鋼板—混凝土組合橋面板優(yōu)化設計方案為研究對象，采用熱點應力法對于三類橋面板的疲勞性能進行了對比研究。研究結(jié)果表明:正交異性鋼橋面板與混凝土結(jié)構(gòu)層組成的組合受力體系能夠顯著降低新型大縱肋正交異性鋼板—混凝土組合橋面板中鋼橋面板關鍵疲勞易損部位的應力幅，提高其疲勞壽命;
　　(5)以港珠澳大橋深水區(qū)非通航孔標準聯(lián)連續(xù)鋼箱梁橋為工程背景，研究了新型大縱肋正交異性鋼板—混凝土組合橋面板在大跨度連續(xù)梁橋中的適用