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、本文在總結中外學者研究成果和外國設計規(guī)范的基礎上，結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構的局部穩(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構中的發(fā)展歷史、應用現(xiàn)狀、以及存在的關鍵技術問題，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；然后推導了加勁板的屈曲臨界

2、應力的理論解，分析了各種國內、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力的參數(shù)進行了分析；提出了加勁肋的合理構造，推導了縱向加勁肋、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，基于格子梁法推導了分析鋼橋面板第二體系應力的剛度計算公式

3、，以計入結構重量和焊縫體積的結構造價為目標函數(shù)，以橋面板的局部剛度（限制第二體系應力的大小、防止鋼橋面板的破壞）和穩(wěn)定容許應力為約束條件，采用可行方向法進行優(yōu)化迭代，編制了計算程序；得到一些十分有意義的結論，可用于指導鋼箱梁的設計； (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承壓加勁板的設計。 (5)應用梁柱理論，推導了加勁肋的M N φ ?

4、 ? 之間的計算公式，并采用遞推的方法推導了考慮初始缺陷、殘余應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行了對比，兩者吻合較好。在此基礎上，進行一批共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，同時對試驗結果與理論計算結果進行了比較，吻合較好。 (6)在此基礎上，以三汊磯大橋為工程背景，介紹兩個不同結構布置的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