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铁路钢桁架桥正交异性桥面板局部应力分析
| 论文题名： | 铁路钢桁架桥正交异性桥面板局部应力分析 |
| 关键词： | 铁路钢桁架桥;正交异性桥面板;局部应力;有限元分析 |
| 摘要： | 随着时代的进步，正交异性钢桥面板由于其自重轻，结构高度低，承载能力以及整体性能好，施工周期相对较短的优点被广泛的应用于各式各样的桥梁工程中。但在施工过程中钢桥面板各构件进行连接时多采用焊接，导致结构细节处的应力集中，容易产生裂纹，继而发展成断裂等危险行为。因此，本文对桥面系整体与各构件处的应力分布情况进行研究，找出易产生应力集中的部位采取相应的措施，减小应力集中。 本文的工程背景是山西中南部铁路通道道砟桥面双线下承式钢桁梁，全长81.5m，其计算跨度为80m的下承式钢桁架桥。采用桥面系标准节段进行有限元的精细分析，依据研究内容，分别建立有限元模型A和模型B，系统的研究了下承式钢桁架桥桥面系的受力性能，主要工作和成果如下: (1)模型A纵向选取实际模型中的三个横梁长度，取中间的横梁作为研究对象，两端横梁处作为边界。分析在不同约束方式和横隔板开孔形式下应力的变化情况，结果表明:仅对桥面板两端做简支处理，同时不对U形加劲肋进行约束，应力达到最不利状态;此外，经过各个规范下开孔形式的对比，欧洲针对铁路的开孔形式较好。 (2)模型B取桥面系标准段中两个主桁节点间的结构作为研究对象，用空间板壳单元建立局部有限元模型，在不同的荷载工况下进行应力分析，得出最不利荷载加载位置;然后对其顶板厚度、横梁间距、U肋高度以及厚度等参数进行变化;最后对其造成应力的影响进行比较与总结。分析结果表明:项板厚度的增加、U肋厚度以及高度的增加能有效改善应力集中的情况，但横梁间距的增加会增大应力集中现象。 (3)针对以上的研究结果，对现有桥梁进行局部分析与优化，在应力集中处进行开孔，对弧形缺口进行优化，对正交异性钢桥面板的应力状态进行有效的改善，减少应力集中的情况。 (4)对裂纹的产生原因进行分析和汇总，然后根据工程实例受力特点提出控制裂纹的方案。本文的研究成果能为下承式简支钢桁梁的设计具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 史剑飞 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 苏彦江;白牛玉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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