正交异性板和钢箱梁研究报告
正交异性钢桥面板构造细节的疲劳性能研究的开题报告
正交异性钢桥面板构造细节的疲劳性能研究的开题报告一、选题背景及意义正交异性钢桥面板(Element-Fabricated Steel Orthotropic Deck, 简称EOSD)是近年来在大桥建设领域中广泛应用的桥面结构形式。
EOSD桥面板采用了正交异性钢板结构，是由水平方向的钢板和垂直方向的横筋组成的。
EOSD施工速度快，强度高，使用寿命长，同时还具有较好的舒适性和维护性。
因此，目前大桥建设中越来越多地采用EOSD桥面板。
然而，由于真实工况下的荷载、温度等因素的影响，EOSD桥面板的疲劳性能需要得到重视，以提高桥梁的安全性和寿命。
因此，进行正交异性钢桥面板构造细节的疲劳性能研究，有着重要的现实意义。
二、研究内容本研究着眼于EOSD桥面板的构造细节，重点是正交异性钢板和横筋之间的连接部位，通过模拟桥面板在真实工况下的荷载、温度等因素下的受力情况，研究EOSD桥面板的疲劳性能。
具体研究内容包括：1. EOSD桥面板构造细节的设计原理和结构组成的介绍以及疲劳破坏的机理分析。
2. 采用ANSYS软件对不同疲劳循环次数下的EOSD桥面板进行有限元分析，确定桥面板的应力分布规律和应力集中部位，挖掘其疲劳破坏的原因。
3. 根据分析结果，探讨EOSD桥面板构造细节改进的方案，提出有效的优化措施，旨在延长桥梁的使用寿命和安全性。
三、研究方法1. 搜集EOSD桥面板的相关资料及标准要求，了解其设计原理、构造特点以及疲劳破坏机理。
2. 建立EOSD桥面板的有限元模型，考虑其受力情况，并在不同载荷工况下进行有限元分析，得到桥面板的应力分布以及应力集中位置等参数。
3. 根据分析结果，制定EOSD桥面板构造细节优化方案，如加强钢板与横筋的连接等。
4. 进行疲劳试验，验证分析结果，并评估优化方案的有效性。
四、预期成果本研究的预期成果包括：1. 对EOSD桥面板构造细节的疲劳性能进行深入研究，提高EOSD 桥面板的疲劳寿命和安全性，具有重要的工程实践意义。
《2024年正交异性钢桥面板焊缝力学行为研究》范文
《正交异性钢桥面板焊缝力学行为研究》篇一一、引言正交异性钢桥面板作为现代桥梁工程中的一种重要结构形式，其焊缝的力学行为研究对于保障桥梁的安全性和耐久性具有重要意义。
焊缝作为桥梁结构中的关键连接部分，其力学性能的优劣直接影响到整个桥梁的承载能力和使用寿命。
因此，对正交异性钢桥面板焊缝的力学行为进行研究，有助于提高桥梁工程的设计和施工水平，保障桥梁的安全运营。
二、焊缝力学行为的基本理论正交异性钢桥面板的焊缝力学行为涉及多个方面，包括焊缝的应力分布、变形行为、疲劳性能等。
首先，焊缝的应力分布是评估焊缝力学性能的重要指标，它受到焊接工艺、材料性能、荷载条件等多种因素的影响。
其次，焊缝的变形行为也是研究的重要方面，包括弹性变形和塑性变形等。
此外，焊缝的疲劳性能也是研究的重点，因为桥梁在长期使用过程中会受到反复的荷载作用，焊缝的疲劳性能直接影响到桥梁的使用寿命。
三、正交异性钢桥面板焊缝的类型与特点正交异性钢桥面板的焊缝主要包括角焊缝、斜焊缝和对接焊缝等类型。
不同类型的焊缝具有不同的力学特性，如角焊缝具有较高的抗拉强度和抗剪强度，但容易产生应力集中；斜焊缝则具有较好的抗弯性能和抗疲劳性能。
此外，正交异性钢桥面板的焊缝还具有复杂性、多样性和隐蔽性等特点，这增加了研究的难度。
四、正交异性钢桥面板焊缝的力学行为研究方法针对正交异性钢桥面板焊缝的力学行为研究，可以采用多种方法。
首先，可以通过理论分析方法，建立焊缝的力学模型，分析焊缝的应力分布和变形行为。
其次，可以采用数值模拟方法，利用有限元软件对焊缝进行模拟分析，以获得更准确的力学性能数据。
此外，还可以通过实验方法，对实际桥梁的焊缝进行测试和分析，以验证理论分析和数值模拟结果的准确性。
五、实验研究与结果分析为了深入了解正交异性钢桥面板焊缝的力学行为，我们进行了一系列的实验研究。
首先，我们制作了不同类型和尺寸的焊缝试件，并对其进行加载测试。
通过实验数据我们发现，焊缝的应力分布和变形行为受到多种因素的影响，如焊接工艺、材料性能、荷载条件等。
公路悬索桥正交异性板钢箱梁桥面局部应力简化计算方法初步研究
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ： ｓ ｄ ｏｎ ｔ ｙ ｃ ｌｓｒ ｃ ｕｒ ｅｅ ｔ ｄ，ｗ ｈ ｔｎｅ ｄ ｏ ｂｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｓ ｏ ａｎｅ ｃ ｏｒ ｎｇ ｔ ｌｅ ｉ ｇ Ｂａ ｅ ｈｅ ｔ ｐｉａ ｔ ｕ ｔ ｅ ｓ ｌｃ ｅ ａ ｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ｗａ ｂｔ ｉ ｄ ａ ｃ ｄｉ ｏ ａ ｔ ｒｎ ｓ ｈ ４ ｐ ｒ ｍ ｅ ｅ ｓ ａ ｄ ｃ ｔ ｉｋｎｅ ｓ ｇｉｄ ｒ ｈｅｇｈｔ ｄ ａ ｈｒ ｇｍ ｉｔ ｎｃ ｎｄ ｔ ｎ ｕｃ ａ ａ ｔ ｒ ｓ ｅ ｋ ｈ ｃ ｓ ， ｒ ｅ ｉ ， ｉｐ ａ ｄ ｓ ａ ｅ ａ ｈｅ ｕｍ ｂ ｏ ｄ ａ ｈｒ ｇｍ ｎ ｅ ｎ ｄｅ ｅｒ ｆ ｉ ｐ ａ ｉｔｒ ｏ ｓ
行 加 载 计 算 ， 究钢 箱 梁桥 面的 顶 板 纵 向 最 大 拉 应 力 与 最 大 压 应 力 、 板 横 向最 大拉 应 力 与 最 大压 应 力 、 肋 纵 向 研 顶 纵
最 大拉 应 力 与 最 大 压 应 力 ， 由计 算 结 果 推 导 出公 路 悬 索桥 正 交 异 性 板 钢 箱 梁 桥 面局 部 应 力 简 化 计 算 公 式 ， 步 并 初 验 证 该 公 式 具 有 一 定 的 计 算 精 度 与 简便 性 。 关 键 词 ： 路 悬 索桥 ；正 交 异 性板 钢 箱 梁 ；桥 面 局 部 应 力 ；简化 计 算 方 法 公
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公路悬索桥钢箱梁正交异性板桥面局部应力影响面与包络面和简化计算研究
公路悬索桥钢箱梁正交异性板桥面局部应力影响面与包络面和简化计算研究(1)针对正交异性板钢桥面受力性能以及使用中出现的问题和困难,结合《公路悬索桥设计细则》的制订工作,对国内外钢箱梁正交异性板桥面构造细节演变、国内外规范采用的钢箱梁正交异性板桥面汽车荷载、国内外规范对钢箱梁正交异性桥面的构造规定、国内外钢箱梁正交异性桥面典型结构设计等相关问题进行调研。
(2)针对公路悬索桥钢箱梁正交异性板桥面应力准确计算困难的问题,提出基于空间结构计算的由顶板横向应力、顶板纵向应力和顶板纵肋纵向应力构成的“正交异性板桥面局部应力”概念。
该局部应力包含了传统计算中正交异性板桥面计算体系(第二体系)应力和顶板计算体系(第三体系)应力的内涵,便于将桥梁总体计算(第一体系)的桥面应力和该局部应力叠加,直接得到准确的桥面总应力。
(3)根据业已修建和设计的公路悬索桥正交异性板钢箱梁基本尺寸的调查,选取典型结构,建立板壳单元空间结构梁段模型。
使用我国公路Ⅰ级标准车辆后轮的140kN车轴荷载,在三种典型荷载模式下,计算1806种荷载工况。
针对顶板三种典型结构部位的横向应力与纵向应力和顶板纵肋纵向应力等桥面局部应力进行影响线分析研究,总结出荷载纵向位置对桥面局部应力的影响规律。
(4)取较为不利的荷载模式,增加30kN车轴荷载作用的602个荷载工况。
利用局部应力的影响线,用叠加法绘制公路Ⅰ级标准车辆荷载作用下顶板三种典型结构部位的横向应力与纵向应力和顶板纵肋纵向应力等桥面局部应力历程曲线。
取各结构部位局部应力的最大值和最小值,对重车道外轮位置和超车道内轮位置进行局部应力包络线分析研究,总结出受力最不利结构部位和对应的荷载纵向位置。
(5)针对公路悬索桥钢箱梁正交异性板桥面典型结构,选取重车道和超车道的吊索区和跨中区等4桥面区域,确定荷载的纵向和横向施加范围,计算23668种荷载工况作用,分别对顶板横向应力与纵向应力和顶板纵肋纵向应力的影响面进行系统分析研究,总结出荷载在不同平面位置作用对局部应力的影响规律。
《2024年正交异性钢桥面板焊接工艺参数研究》范文
《正交异性钢桥面板焊接工艺参数研究》篇一一、引言随着交通运输业的快速发展，钢桥因其优良的力学性能和经济性在桥梁建设中得到广泛应用。
其中，正交异性钢桥面板以其高强度、轻量化和良好的抗疲劳性能等特点，在大型桥梁工程中占据重要地位。
然而，正交异性钢桥面板的制造过程中，焊接工艺是关键环节之一，其焊接质量直接影响到桥梁的安全性和使用寿命。
因此，对正交异性钢桥面板焊接工艺参数进行研究，对于提高桥梁建设质量和安全性具有重要意义。
二、焊接工艺概述正交异性钢桥面板的焊接工艺主要包括焊前准备、焊接过程和焊后处理三个阶段。
焊前准备阶段包括材料选择、焊缝设计、焊接坡口加工等；焊接过程涉及焊接方法、焊接速度、焊接电流等参数的选择；焊后处理则包括焊缝检验、热处理等。
本文重点研究焊接过程中的工艺参数，以优化焊接质量。
三、焊接工艺参数研究1. 焊接方法选择正交异性钢桥面板的焊接方法主要有熔化极气体保护焊、电弧焊等。
在选择焊接方法时，需考虑钢板厚度、材料性能、施工环境等因素。
一般情况下，对于较厚的钢板，采用熔化极气体保护焊；对于较薄的钢板，则可采用电弧焊。
2. 焊接电流与电压焊接电流和电压是影响焊接质量的关键参数。
电流过大或过小都会导致焊缝成形不良，电压过高或过低则会影响电弧的稳定性。
因此，在焊接过程中，需根据钢板厚度、材料性能等因素，合理选择焊接电流和电压。
3. 焊接速度焊接速度直接影响焊缝的冷却速度和热输入量。
焊接速度过快，会导致焊缝未完全熔合，降低焊缝强度；焊接速度过慢，则会导致焊缝过热，产生热裂纹等问题。
因此，在保证焊缝质量的前提下，应选择合适的焊接速度。
4. 坡口角度与间隙坡口角度和间隙的大小直接影响焊缝的成形和质量。
坡口角度过大或过小都会导致焊缝成形不良，间隙过大则会导致焊缝填充不饱满，间隙过小则会增加焊接难度。
因此，在焊前准备阶段，需根据钢板厚度和材料性能等因素，合理设计坡口角度和间隙。
四、实验研究为研究正交异性钢桥面板的焊接工艺参数，我们进行了系列实验。
钢箱梁正交异性桥面板疲劳机理
优化结构设计
优化桥面板布局
通过合理设计桥面板的布局， 降低应力集中和变形，提高疲
劳性能。
加强结构细节设计
优化肋板、横隔板等细节设计，提 高结构整体性和稳定性。
考虑材料特性
根据材料特性进行结构设计，利用 材料的力学性能，提高结构的抗疲 劳性能。
提高制造质量
严格控制制造工艺
采用先进的制造工艺，确保构件 的几何尺寸和形状精度，避免制
轻质结构
钢箱梁和正交异性桥面板 的轻质结构使得桥梁具有 较好的抗震性能和施工性 能。
疲劳性能要求高
由于桥梁在使用过程中会 承受反复的荷载作用，因 此对钢箱梁正交异性桥面 板的疲劳性能要求较高。
钢箱梁正交异性桥面板制造工艺
钢箱梁制造
采用焊接工艺，将钢板按照设计要求进行切割、拼装、焊接而成 。
正交异性桥面板制造
损伤容限法
通过评估钢箱梁在承受重复应力作用下的损伤容限，评估其疲劳性能。
基于寿命的疲劳性能评估方法
疲劳寿命预测法
通过建立钢箱梁的疲劳寿命预测模型，基于材料的疲劳寿命曲线和应力水平，预测钢箱梁的疲劳寿命 。
剩余寿命预测法
通过监测钢箱梁在承受重复应力作用下的剩余寿命，评估其疲劳性能。
05
钢箱梁正交异性桥面板疲劳性 能评估应用
高性能材料
将研发和应用高性能材料，提高 钢箱梁正交异性桥面板的抗疲劳 性能和使用寿命。
THANKS
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工程实例二：某跨海大桥
总结词：有效预测
详细描述：钢箱梁正交异性桥面板疲劳性能 评估在某跨海大桥工程中得到了有效预测。 该桥梁所处的海洋环境复杂，疲劳性能受到 多种因素影响。通过应用钢箱梁正交异性桥 面板疲劳性能评估方法，成功预测了该桥梁 的疲劳性能，为工程安全提供了可靠依据。
正交异性桥面板钢箱梁疲劳设计和疲劳评估规范的现状研究
度 时桥 梁 结 构将 会 破 坏 。我 国 铁路 部 门过 去 对 铁 路桥 梁 的疲 劳 问题 进 行 了很 多研 究 ，也 取 得 了一
收 稿 日期 ：０ ０ ０ — ７ ２ １— ７ ０
谱产生的疲 劳效应不大于构件对疲劳抗力为设计 条 件 或 者 分 析基 础 。 美 国在上 世 纪 ７ Ｏ～９ 年 代 进 行 大 规 模 的 钢 构 ０ 件疲劳试验研 究， 包括 各类桥梁典型焊接构件 的 足 尺 试 验 ，这 些 试 验 包括 了等 幅和 变 幅 循 环 载荷 下 的疲劳寿命试验 、 疲劳裂纹扩展试验等 。 在大量 试 验 数 据及 其 分 析 结 果 的基 础 上 ，提 出 了根 据应 力幅和焊接构件 的构造细节来确定疲劳寿命的方 法 。 该 方法 将 各 类 桥 梁 典 型构 件 按 照 各 类 不 同 的 焊 接 接 头 型式 ，依 据 试 验得 到 的疲 劳 强 度 相 似情 况 分 为Ａ， ， ， Ｅ Ｆ ６ 等 级 ， 别 给 出其 容 Ｂ Ｃ Ｄ， ， 共 个 分 许 应力 幅 ［ ］ 与循 环 次数 问关 系 的容许 应 力 曲 线 。该方法 己为Ａ Ｓ Ｔ 公路桥梁规范和Ａ Ｅ 铁 ＡＨ Ｏ ＲＡ 路 桥 和 钢 结 构 规 范 所 采 用 ；日本 钢结 构 协 会疲 劳 设 计 指 南 和西 德 桥 规 Ｄ ８ ４ 先 后 采 用 这 些试 验 Ｎ ０也 研 究 成 果 。 些 试 验 研 究情 况 及 其 主要 结 果 ， 这 在美 国联 邦 公 路 署 Ｎ Ｈ Ｐ的专 项 研 究 报 告 中 有 详 细 ＣＲ 的记 录 和 总结 。这 些 试 验 资料 是 研 究 确 定 疲 劳 设 计规范 的基础 ， 有重要的参考价值 。但是 ， 虽然上 述 试 验 研究 是 大 量 的 ，但仍 然 是 针 对 美 国桥梁 结 构及 其 主要构 件形 式和构 造进 行 的立项研 究 工 作 ，直接搬用其结果用于我国的桥梁结构构件的 疲 劳 分 析 ， 然 是 不 行 的 。而 且 ， 显 近年 来 ， 国 在 我 大跨 桥 梁 的建设 方 面 已跨 人 世 界前 列 ，新 型 桥 梁 结 构 、新 的构 件 和构 造 形式 早 已 突破 已有 的试 验
正交异性板和钢箱梁 研究报告共65页文档
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起
《2024年正交异性钢桥面板焊缝力学行为研究》范文
《正交异性钢桥面板焊缝力学行为研究》篇一一、引言随着现代交通建设的快速发展，桥梁工程作为重要的基础设施，其建设技术和质量要求也日益提高。
正交异性钢桥面板作为桥梁工程中的关键部分，其焊缝的力学行为研究对于保障桥梁的安全性和耐久性具有重要意义。
本文旨在探讨正交异性钢桥面板焊缝的力学行为，为相关工程提供理论依据和技术支持。
二、正交异性钢桥面板概述正交异性钢桥面板是一种常见的桥梁结构形式，其特点是通过正交布置的加劲肋和桥面板板构成整体结构，具有较好的承载能力和稳定性。
然而，由于加劲肋和桥面板的连接处需要焊接，焊缝的质量直接影响到整个桥面的力学性能。
因此，对焊缝的力学行为进行研究显得尤为重要。
三、焊缝力学行为研究方法为了研究正交异性钢桥面板焊缝的力学行为，本文采用以下方法：1. 理论分析：通过建立焊缝的力学模型，分析焊缝在不同荷载作用下的应力分布和变形情况。
2. 数值模拟：利用有限元软件对焊缝进行数值模拟，模拟不同工况下焊缝的力学行为。
3. 实验研究：通过实际桥梁工程的焊缝试验，获取焊缝的力学性能数据，为理论分析和数值模拟提供验证。
四、焊缝力学行为分析1. 应力分布：通过理论分析和数值模拟，发现焊缝在荷载作用下，存在明显的应力集中现象。
其中，加劲肋与桥面板连接处的焊缝应力较大，需要特别关注。
2. 变形情况：焊缝在荷载作用下会产生一定的变形，变形程度与荷载大小、焊缝质量等因素有关。
在设计中需要考虑到焊缝的变形对整体结构的影响。
3. 疲劳性能：焊缝在长期承受重复荷载的作用下，容易产生疲劳损伤。
因此，需要关注焊缝的疲劳性能，采取相应的措施提高其疲劳寿命。
五、提高焊缝力学性能的措施为了提高正交异性钢桥面板焊缝的力学性能，可以采取以下措施：1. 优化焊缝设计：通过合理布置加劲肋和桥面板的位置和数量，减小焊缝的应力集中现象。
2. 提高焊接质量：采用高质量的焊接材料和工艺，确保焊缝的质量和强度。
3. 加强焊缝检测：采用无损检测技术对焊缝进行检测，及时发现并修复存在的缺陷。
钢箱梁正交异性板受力性能分析
２ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏｌ ｏ ｆ Ｃｉ ｖ ｉ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｈｕ ｂ ｅ ｉ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｎ ｉ ｎ ｇ，Ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ｉ ４ ３ ５ ０ ０ ０，Ｃｈｉ ｎ ａ ；
要： 针 对 钢 箱 梁 正 交异 性板 结 构 ， 建 立 有 限元 模 型 ， 并进行 计算 分析和 实测对 比。结果表 明， 相 对 于传 统 解 析
法， 有 限 元 法 能较 好 地 模 拟 钢 箱 梁 正 交 异 性 板 的 实 际受 力 状 态 ； 在钢 箱梁正交异性板局部 加载 中， 横 向 最 不 利 荷 载 位 置 为加 载在 ｕ 肋 之 上 ， 且轮 位 中心 处 应 力 值 最 大 ； 纵 向 最 不 利 荷 载 位 置 为 横 隔板 中 间 处 ， 最 大 应 力 值 在 中间 轮 外
侧； 钢 箱 梁正 交异 性 板 整体 刚度 较 大 ， 横 向 车辆 增 加 时 对 应 的 应 力 增加 并 不 明 显 。
பைடு நூலகம்
关键 词 ： 钢 箱 梁正 交异 性 板 ； 有 限元 法 ；不 利 荷 载 位 置 ； 健 康 监 控
ＤｏＩ ： １ ０ ． １ ３ ２ ０ ６ ／ Ｊ ． 西ｇ ２ ０ １ ４ ０ ２ ０ ０ ９
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钢箱梁正交异性钢桥面板有效计算宽度分析研究
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截 面顶底板桥 轴方 向的应力值 ；
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截面顶底板轴方向的最大值直力值；
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—
—
车轮荷载 ，而且作为 主梁的上翼 缘与主梁共同参 与 工 作 。 钢桥 面板 的受 力 常 简 化 为 以下 ３个 结 构 体 系 ： 一体 系 ， 第 即主梁 体系 ， 由盖板及 纵 、 横肋 组 成 的 正 交 异 性 板 作 为 主 梁 上 翼 缘 参 与 全 桥 受 力； 第二 体 系 ， 即桥 面体 系 ， 由盖 板及 纵 、 肋组 横 成的结构 ， 承受桥 面车轮 荷载 ； 第三体 系 ， 即盖板 体系 ， 指支承在纵 、 横加劲 肋上 的盖板 ， 承受 车 仅 轮局 部 荷 载 ， 把荷 载传 递 给 纵 、 加劲 肋 。在 传 并 横 统 的计 算 分 析 方 法 中 一般 将 ３个 基 本 体 系分 别 计 算， 后叠加 。 然 正 交 异 性 钢 桥 面板 是 由 盖 板 和 纵 横肋 组 成 的 肋板式结构。 由于 剪 力 滞 的影 响 ， 荷 载 作 用 下 盖 在 板 或 翼 缘板 应 力 不 是 均 匀 分 布 的 ，通 常腹 板 附 近 应 力 比其 它 地 方 大 。在 工 程设 计 计 算 中 为 了 简 化 计算 ，通 常假 设 顶 板 或 翼缘 板 应 力按 最 大应 力 均 匀 分 布 ， 且 按 力 的等 效 原 则 ， 并 由式 （ ） 定 其 计 １确 算宽度 ， 即有 效 分 布 宽度 。
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１ 概 述
公 路 钢 桥 采 用 的 钢 桥 面 板 ，一 般 纵 肋 布 置 较 密 ， 肋 分 布 较 疏 ， 面板 纵 横 方 向 的 刚 度 不 同 ， 横 桥
钢箱梁课题
四川省交通厅科研项目
正交异性板和钢箱梁设计关键技术研究
研究报告
四川省交通厅公路规划勘察设计研究院
课题负责人：王应良
合成桥面系是指桥面系除了将荷载传递给
实际上这三个体系是共同作用的，此处为了便于理解，分为三个体系。
第五章钢梁腹板稳定计算的弹性理论
第五章钢梁腹板稳定计算的弹性理论
5.1钢箱梁腹板设计思路
1) 根据钢箱梁(钢板梁)腹板的高度、厚度及
其实际应力状态，初步假定水平加劲肋
和竖向加劲肋的尺寸和间距。
2)对各板块进行局部稳定性的验算，找出屈
曲安全系数最小的板块。
3)调整水平加劲肋和竖向加劲肋的位置，重
新计算各板块的屈曲安全系数，使得各
板块的屈曲安全度基本相等。
5.2 板块的临界屈曲应力和屈曲安全度
5.2.1 几种单向应力状态下矩形板的临界屈曲应力
δ
πσ2
2
b D
K K =单向均匀压力
周边均匀剪应力
线性分布压应力
5.3.2水平加劲肋的位置和刚度最佳刚度可以采用以下三种方法定义。
第二类临界刚度
中央设置纵向加劲肋的平板在面内弯矩作
用下，虽然沿着肋被迫没有线位移形成有节线
的“固定”状态(图(c))，但是却不会形成其线位
移的二阶导数等于零的节线，即使位移为零，
但其曲率却不等于零，(c)加劲肋处的位移曲
线有曲率。
当肋刚度达到某数值，再增加其刚
度，临界应力已无明显提高，此时刚度为临界
刚度。
苏通长江大桥钢箱梁吊机前支点横隔板局部加劲肋示意。
钢箱梁正交异性桥面板受力特性及计算方法分析研究
镪霸梁正交异性桥面板受力特性及计算方法分析研究
串请同济大学硕士学位论文
ｔｈｉｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｄｏｐｔｅｄ ｂｙ ｍａｎｙ ｃｏｕｎｔｒｙ．Ｎｏｗ ｉｔ ｉｓ ａ ｕｎｉｖｅｒｓａｌｌｙ ｕｓｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｃｋ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｎ
ｌａｒｇｅ ａｎｄ ｍｉｄｄｌｉｎｇ ｓｐａｎ ｓｔｅｅｌ ｂｒｉｄｅ．Ｂｅｃａｕｓｅ Ｏｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃ ｓｔｅｅｌ ｄｅｃｋ’。ｓｔｒｅｓｓ ｉｓ ｖｅｒｙ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ，ｎｏｗ
１．２钢桥及钢箱形粱的发展现状
钢桥是一座桥的上部结构的主要承重受力部分是由钢材制成的。二次世界大战后，随着强度 高、韧性好、抗疲劳和耐腐蚀性能好的钢材的出现，以及用焊接平钢板和用角钢、板钢材等加劲 所形成轻而高强的正交异性板桥面的出现，高强度螺栓的应用等，钢桥有很大发展。
钢板梁和箱形钢梁同混凝土相结合的桥型，以及把正交异性板桥面同箱形钢粱相结合的桥型， 在大、中跨径的桥梁上广泛运用。１９５１年联邦德国建成的杜塞尔多夫至诺伊斯桥，是一座正交异 性板桥面箱形梁，跨径２０６米。１９５７年联邦德国建成的杜塞尔多夫北桥，是座６孔７２米钢板梁结台
正交异性钢桥面板的受力分析通常可归结为以下三个基本受力结构体系：作为主粱截面的一 部分承受车辆运营荷载（第一结构体系）；臼纵横向加劲肋组成桥面结构，承受车辆轮轴荷载（第 二结构体系）；支承在纵横加劲肋上的钢盖板直接承受车辆轮载（第三结构体系）。传统的简化计 算方法是把三个结构体系分别加以计算并进行应力叠加。
铁路桥钢箱梁正交异性桥面板的静力行为与疲劳性能研究
优化流程
初步设计→有限元分析→根据分析结果进行优化→细节 设计→再次进行有限元分析验证→最终设计确定。
制造工艺研究及参数优化
制造工艺流程
研究桥面板的制造工艺流程，包括钢材切割、焊接、组装、涂装 等环节，制定合理的工艺流程图。
和疲劳性能，为工程应用提供依据。
02
试验方法
采用电测法进行疲劳试验，通过应变片测量试件的应变，结合应力-应
变关系计算应力，得到试件的疲劳性能参数。
03
加载条件
采用等幅循环应力进行加载，应力范围根据工程实际需求和试件强度
等级确定，加载频率根据试件的材料类型和实际工程情况确定。
疲劳性能表征与评估方法
疲劳性能表征
桥面板性能的影响。同时，可以深入研究不同类型和参数的钢箱梁结构对桥面板性能的影响规律，为优化 设计提供更多理论依据。 • 另外，可以针对实际工程中可能出现的损伤和缺陷，开展更为细致的损伤检测和健康监测研究，为保障铁 路桥梁的安全运营提供技术支持。
THANK YOU.
正交异性板由纵向肋和横向肋焊接而成，具有 较好的整体性和稳定性。
钢箱梁采用高强度钢材制造，具有较高的承载 能力和抗疲劳性能。
静力行为分析
静力行为包括桥面板的应力分布、变形和承载能力 等。
采用有限元分析方法对桥面板进行静力分析，得到 桥面板的应力分布、变形和承载能力等结果。
分析结果表明，在静力荷载作用下，桥面板的应 力分布较为均匀，变形较小，具有较好的静力性
07
研究结论与展望
研究结论与展望 研究结论
• 钢箱梁正交异性桥面板的静力行为研究结论 • 桥面板的应力分布和变形特征受到钢箱梁结构的影响，钢箱梁的壁厚、材质、横隔板间距等因素对桥面板
《2024年正交异性钢桥面板焊接工艺参数研究》范文
《正交异性钢桥面板焊接工艺参数研究》篇一一、引言随着现代桥梁建设的不断发展，正交异性钢桥面板因其具有优异的承载能力和良好的施工性能，在桥梁工程中得到了广泛应用。
焊接工艺作为正交异性钢桥面板施工的关键环节，其参数的选择直接影响到桥梁的质量和安全。
因此，对正交异性钢桥面板焊接工艺参数进行研究，对于提高桥梁建设质量和保障交通运营安全具有重要意义。
本文将针对正交异性钢桥面板的焊接工艺参数进行深入研究，分析不同参数对焊接质量的影响，为实际工程提供理论依据和指导。
二、正交异性钢桥面板概述正交异性钢桥面板是一种常用的桥梁结构形式，其由纵横交叉的加劲肋和桥面板板构成，具有较好的承载能力和稳定性。
在施工过程中，需要采用焊接工艺将各部分连接起来，因此焊接工艺参数的选择至关重要。
三、焊接工艺参数研究1. 焊接方法正交异性钢桥面板的焊接方法主要包括熔化极气体保护焊、药芯焊丝电弧焊等。
不同焊接方法具有不同的特点和适用范围，需要根据具体情况选择合适的焊接方法。
2. 焊接电流焊接电流是影响焊接质量的重要因素。
电流过大或过小都会对焊接质量产生不良影响。
适当的焊接电流能够保证焊缝的熔深和熔宽，提高焊缝的强度和韧性。
3. 焊接速度焊接速度是指单位时间内焊缝的移动距离。
焊接速度过快或过慢都会导致焊缝质量下降。
适当的焊接速度能够保证焊缝的均匀性和致密性，提高焊缝的力学性能。
4. 焊接温度焊接温度是影响焊缝成型和性能的重要因素。
过高的焊接温度会导致焊缝过烧、晶粒粗大等问题，而过低的焊接温度则会导致焊缝未熔合、夹渣等缺陷。
因此，需要合理控制焊接温度，以保证焊缝的质量。
四、实验研究为了研究不同焊接工艺参数对正交异性钢桥面板焊接质量的影响，可以进行一系列实验。
通过改变焊接电流、焊接速度和焊接温度等参数，观察焊缝的成型、力学性能和外观质量等指标，分析各参数对焊接质量的影响规律。
五、结果与讨论根据实验结果，可以发现不同焊接工艺参数对正交异性钢桥面板的焊接质量具有显著影响。
大型公路钢箱梁正交异性桥面板的可行性分析
日 程术 技
有限元计算结果可以看出，两个试件对应部位的 挠度完全一致 ， 这说明缺 口的大小对试件的刚度 没有影响。 李艳丰 大庆市平通公路工程有限责任公司 ２ 、局部应力 （）实例应力基本上随着荷载的增加而呈 １ ４ｋＮ，后轮着 地面积为宽 长 囊嘲 ｉ大 路钢箱梁 异 魁 ０ 型公 正交 性桥面 后轴重 力为２ １０ 板 线性增加，而且基本上与计算值相吻合。 ６０ ＊０ｍ ０ｍｍ ２０ ｍ。本试验中 加载点的接触面积参 工地接头即箱梁节段之间的连接 ，过去均采用 （）在外加荷载作用下 ，两个试件的大多 ２ 考该规范选定 ， 考虑试件为单肋 ， 故将本试验的 全焊或高强度螺栓连接 。各 国实桥运营经验表 数对称测点的实测应力基本对称 。 明，这两种连接方 式各有不足。所 以，随着施 加载宽度折减为４０ ０ｍｍ，即介于单轮与双轮宽度 （）当在焊拴接头处加载时，将两个试件 ３ 工 技 术 的 不 断进 步 ，钢 桥 面板 工地 接 头构 造 细 之间。试验中以一块宽｛ 厚＝ ２ｍ ｝２０ ｍ 长｝ ４０ ｍ ０ｒ ａ 的实例应力进行比 ，就会发现 ：①试件Ｉ 形助 较 Ｕ 节也 再 演 变。 本 文介 绍 了大 型 公路 钢 箱 梁 正 交 ｌ ｍｍ的钢板模拟桥面铺 装层，以宽 厚 ２ 长 Ｉ 大，但 异性桥 面板工地接 头构造细节的演变，并通过 ４０ ｍ ｝３０ｕ ｝５ｍ 的橡胶块模拟车轮进 圆弧缺口附近面板上的横向应力比试件 Ｉ ０ｍ ０ｎ ｎ ０ｍ 两个试件面板上的实测 两个 足 足 试 件的 静 载和 疲 劳试 验 ， 以及 有 限 元 行加载，试验机为ＭＴ ３０ Ｎ电液伺服试验机， 数值较小 ，在其他测点 ， Ｓ０ｋ 分析 ，证 明正 交异 性桥 面板 ：￣ ．－ 采 用 焊拴 ｒ ｔ头 － ｔ 横向应力基本上一致 ，在试件中心线与焊栓接头 加载频率为３０ ／ ｉ。 ０次 ｍ ｎ 连接 具有 足 够 的刚度 、承 载 力和 耐 久 性 。 中心线的交点附近，两个试件面板上的横向应力 ２ 、测点布置 都较大 ， 但也不超过设汁容许应力；②试件 Ⅱ 焊 薯≤嘲 ≮ 钢 粱正 异 桥 板工 接 箱 交性 面 地 为研究缺 口 附近面板上 的应 力分布情况 ， 头 试验 栓接头附近面板上的纵向应力比试件Ｉ 大，在其他 在缺 口 附近面板上密集布置测点，其中面板焊缝 测点，两个试件的实测纵向应力基本上一致 ；③ 附近的ｌ个测点贴双向应变片测量纵、根双向应 ２ 试件Ｉ 形肋圆弧缺口附近的应力比试件 Ⅱ ， Ｕ 大 但 钢桥面板工地接头构造细节的演变历程 力。除了缺 Ｆ Ｉ 附近布置测点外，在试件跨中及与 数值均较小 。这表明圆弧缺 口 的大小对试件应力 １ 钢桥面板的构造细节 、 试 件焊 栓接 头对称的位置 ，也相应地布置 了测 的影响仅限于Ｕ 形肋圆弧缺 口附近 ，而且Ｕ形肋 对于大跨度悬索桥和斜拉桥 ，钢箱梁 自重 点。 圆弧缺口宽度为５ －１ ｒ 都是安全的。 ０ ０ａ ０ｍ 约为 Ｐ 箱梁 自 Ｃ 重的１５ ／ ．。正交异性钢板 ／ ～１６５ ３ 、静载试验 五， 有限元分析 结构桥面板的 自重约为钢筋混凝土桥面板或预制 两个试件都作静载试验 。静载试验分两种 １ 、计算模型 预应力混凝土桥面板 白重的１ ２ ／ 。所以，受 加载方案 ，一种是在焊栓接头处加载，另一种是 ／ ～１ ３ 计算采用４ 节点板单元，假定焊栓接头处的 自重影响很大的大跨度桥梁 ， 正交异性板铜箱梁 在跨中加载。根据有限元计算，当试件跨中作用 拼接板与Ｕ型助之间不产生滑动，即作为整体共 是非常有利的结构形式。制造时 ，全桥分成若干 １０ Ｎ ４ｋ 的荷载时 ，试件最大应力处 （ 中Ｕ 跨 形肋 同工作 ，不考虑桥面铺装层的影响。 节段在工厂组拼，吊装后在桥上进行节段间的工 下表面 ）的应力达到设计容许应力２０ ａ ０ＭＰ ，试 ２ 、计算结果分析 地连接。通常所有纵向角焊缝 （ 纵向肋和纵隔板 验中考虑到较实际受力情况更不利的状态，将最 （ １ ）在两种轮载作用下，圆弧缺 口处的变 等）贯通，横隔板与纵 向 焊缝 、纵肋下翼缘相交 大静载加到 １５ Ｎ ７ｋ ，为实际轴重力的 ２５ ．倍，使 形。在Ｕ 型肋与面板的连接处 ，Ｕ 型助产生向外 处切割成弧形缺口与其避开。 试件的最大计算应力达到钢材流动极限的７％。 ５ 的面外变形。 ２ 、正交异性钢桥面板的疲劳及其工地接头 加裁等级分四级和五级。 （ ）面板 下表面焊栓 接头线上的纵 向应 ２ 构造细节的改进 ４ 、疲劳试验 力。在两种轮载作用下，试件 Ⅱ 的纵向应力比试 钢桥面板作为主梁的上翼缘 ，同时又直接承 选 取试件 Ｉ 进行疲 劳试验 ，疲劳试验加 载 件Ｉ 的大 ，但应力的数值都较小，在对称轮载作 受车辆的轮载作用。如上所述 ，钢桥面板是由面 位置为焊拴接头处 ，荷载范围４ ～９ｋ Ｏ ０ Ｎ，循环 用下 ，试件Ｉ 和试件 Ⅱ 的纵向应 力最大值分别为 板、纵肋和横助三种薄板件焊接而成 ， 在焊缝交 次数为 ２０ ０万次。根据有限元计算 ， 试件跨中加 １． ａ ２ ． ４６ ＭＰ 和 ０ ５ ａ ＭＰ ，在偏心轮载作用下， 试 ０ Ｎ 形肋下表面的最大应 叉处设弧形缺 １ 其构造细节很复杂。当车辆通 ４ ｋ 荷载时，试件跨 中 Ｕ ３， 件Ｉ 和试件 Ⅱ 的纵向应力最大值分别为２ ． ａ ５６ 和 ＭＰ 过时 ， 轮载在各部件上产生的应力 ， 以及在各部 力与桥梁恒载作用下产生的最大应力相当 ，当加 ３ ．ＭＰ 。除 了 ０９ ａ 在焊栓接头中心线与Ｕ 型肋的交 ０Ｎ 件交叉处产生的局部应力和变形也非常复杂，所 ９ ｋ 荷载时，其最大应力与桥梁恒载、活载共同 线附近有差别外，两个试件纵 向应力分布的规律 故选取以上疲劳试 以钢桥面板的疲劳问题是设计考虑的重点之一。 作用下产生的最大应力相 当， 大体一致。 验加载范围。 改进后的构造细节既克服了工地接头纵 向Ｕ （ ）对称轮载和偏心轮载作用下两个试件 ３ 四．试验结果分析 形肋嵌补段的仰焊对接 ，从而改善了疲劳性能， 面板下表面焊栓接头中心线上的主应力分布。共 １ ． 竖向挠度 又避免 了面板栓接拼接对桥面铺装 层的不利影 同特点是 ，当轮载靠近和离开 圆弧缺 口 ，最大 时 实测各测点在不同荷载等级下的竖向挠度。 响。 主应力基本上相 同，当轮载离开圆弧缺口时，最 可以得出以下结论 ： ＝、 试件设计和制造 小主应力比靠近 圆弧缺 口时稍大 ；当两种轮载正 （ ）各测点的挠度与作用荷载的大小基本 好压在圆弧缺 口 １ 根据 《 美国公路桥梁 设计规 范》 ，用于计 上面时 ，两个试件的最大主应力 ’ 算正交异性钢桥面板刚度和恒载引起的弯曲效应 上呈线性关系。 达到极值，且数值基本上相同。 （ ）实测值与计算值基本接近，表明实测 ２ 时，与纵肋共同作用的钢桥面板的有效宽度取纵 正交异性钢桥面板工地接头中面板采用全熔 肋间距。钢箱梁工地接头处桥面板采用单面焊双 值基本可信。 透对接焊 、ｕ 形肋在两侧肋板采用摩擦型高强度 （ ）在跨中作用荷载时 ，有限元计算结果 螺栓拼接后，通过两个足尺试件的静载和疲劳试 ３ 面成型焊接工艺 ， 面板内侧需贴陶瓷衬垫 ，因此
钢箱梁正交异性板受力的有限元分析
钢箱梁正交异性板受力的有限元分析摘要：针对钢箱梁正交异性板结构，建立有限元模型，并进行了计算分析和实测对比。
结果表明，（1）相对于传统解析法，有限元法能较好的模拟钢箱梁正交异性板的实际受力状态；（2）在钢箱梁正交异性板局部加载中，最不利的横向荷位为加载在U肋之上，且轮位中心处应力值最大；（3）纵向最不利荷位为横隔板中间处，最大应力值在中间轮外侧；（4）钢箱梁正交异性板整体刚度较大，横向车辆增加时对应的应力增加并不明显。
关键词：钢箱梁正交异性板，有限元法，不利荷位，健康监控1．引言正交异性设计应用始于二战后的德国，而我国的应用始于20世纪80年代，到90年代才开始大规模的使用，并得到迅速发展。
迄今为止，我国已建造的采用正交异性钢桥面板的桥梁有30 余座[1][2]，更是促进了正交异性钢桥面的发展和应用。
这些大跨度斜拉桥和悬索桥主要采用钢箱梁，正交异性板除作为桥面外，还是主梁截面的组成部分，它既是纵横梁的上翼缘，又是主梁的上翼缘，传统的分析方法是把它分成三个结构体系加以研究，即：主梁体系、桥面体系和盖板体系[3]。
随着有限元技术的逐步成熟，研究人员越来越倾向于运用有限元法来分析研究，而且利用有限元分析法可以较好的模拟钢箱梁正交异性板整体受力特点[4]。
为此，本文以军山大桥钢箱梁正交异性板为研究对象，利用有限元法分析其整体受力特点，为该结构形式的设计与健康监控提供参考。
2．局部加载模型及有限元计算2.1 有限元模型建立参数取军山大桥A类梁段构造，沿钢箱梁纵向取4×3m（含3个横隔板，横隔板间距3m）作为计算分析对象，整个模型纵向长12m，横向对称的取钢箱梁一半，除没有考虑横隔板的人孔和各构件之间的焊缝外，有限元模型真实地模拟了12m 长的钢箱梁节段，包括横隔板上的加劲肋、U肋、纵隔板及其他加劲肋。
实桥钢箱梁有限元模型见图1-1所示，其中钢箱梁采用shell181板壳单元模拟，桥面沥铺装层采用solid65实体单元模拟，泊松比0.2，密度1200kg/m3；纵向一端约束Ux、Uy、Uz，另一端约束Ux、Uy，横向对称约束。
正交异性钢桥面板构造优化及疲劳性能研究的开题报告
正交异性钢桥面板构造优化及疲劳性能研究的开题报告一、研究背景和意义钢桥面板在桥梁工程中起着重要的作用，它是承受车辆荷载的重要承载构件。
然而，目前钢桥面板在设计时常常存在构造不合理、疲劳性能不足等问题。
因此，对钢桥面板构造和疲劳性能进行研究，具有重要的现实意义和工程应用价值。
本研究重点探究正交异性钢桥面板的构造优化以及其疲劳性能的提升。
正交异性钢桥面板由于其特殊的构造形式，其承载能力较强，但也存在一些缺陷，如制造工艺要求高，实用性较差等问题。
因此，开展正交异性钢桥面板构造优化和疲劳性能研究，将有助于进一步完善钢桥面板的结构设计及其工程应用。
二、研究内容和目标本研究拟从以下两个方面展开研究：1. 正交异性钢桥面板构造优化研究正交异性钢桥面板是一种新型材料，其独特的结构形式能够使得其承载能力得到优化。
但是当前正交异性钢桥面板在研究和应用过程中还存在一些问题，如制造难度大、材料成本较高等。
因此，需要深入研究正交异性钢桥面板的材料性能，优化其结构设计，使其能够更好地应用于桥梁工程中。
本研究将通过建立正交异性钢桥面板的数学模型，对其进行数据分析，并借助有限元分析软件进行模拟仿真。
通过优化分析，得出正交异性钢桥面板的最优设计方案，并进行实验验证。
2. 正交异性钢桥面板疲劳性能研究钢桥面板在长期使用过程中，常常会受到重复荷载的作用，从而导致疲劳损伤。
因此，对钢桥面板的疲劳性能进行研究，有助于提高其使用寿命和安全性能。
本研究将通过疲劳试验以及数值模拟方法，研究正交异性钢桥面板的疲劳性能，并分析其损伤机理。
同时，将探究不同材料和结构设计对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响，为其应用于实际工程提供参考和指导。
三、研究方法和技术路线本研究将采用以下主要方法和技术：1. 数学建模方法：建立正交异性钢桥面板的数学模型，对其进行分析和优化设计。
2. 有限元分析技术：借助有限元分析软件，对正交异性钢桥面板进行模拟仿真。
3. 疲劳试验技术：通过实验室疲劳试验，研究正交异性钢桥面板的疲劳行为，并对其进行损伤分析。
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第四章 正交异性板计算的等效格子梁
采用等效格子梁理论，编写ODAS程序，下面通过算例来相互考证。 算例1
以图所示的正交异性板桥面结构作为算例进行分析，等效格子梁法的计算 模型图所示，假设在纵肋跨中设置一个假想的等效分配梁，其刚度由ODAS程序 求得I(eq)=5.45105mm4。
四川省公路和市政桥梁基本上还没有采用正交异性板和钢箱梁结构。但是 随着四川经济的发展和大家对钢结构桥梁的认识，以及外省多座钢桥的影响， 大家认识到正交异性板和钢箱梁用于四川的大跨和城市桥梁是很有潜力的， 2003年四川省交通厅公路规划勘察设计研究院向四川省交通厅申请《正交异性 板和钢箱梁设计关键技术研究》课题，在2003年8月得到交通厅的批准并立项。
事实上，等效格子梁和正交异性板有着不同的结构特征，因此，这个 假想只能是近似的，一般认为梁格布置越密，这种近似性就越好，计算结果 也更符合实际，这种分析方法不仅适用于正交异性板，而且适用于斜交异性 板和曲线梁分析。
正交异性板和钢箱梁设计关键技术研究
四川省交通厅公路规划勘察设计研究院
第四章 正交异性板计算的等效格子梁
正交异性板和钢箱梁设计关键技术研究
四川省交通厅公路规划勘察设计研究院
第四章 正交异性板计算的等效格子梁
等效格子梁法的物理意义是将每一构件的刚度集中到与其毗连的邻近梁 格内，换句话说纵肋刚度集中到梁格的纵梁内，横肋的刚度集中到梁格的横 梁内。当承受荷载时，正交异性板桥面和等效格子梁的挠度相等，等效格子 梁的内力等于它所代表的构件的内力。
等效格子梁法和P-E法的比较
在横桥向，M(x)的分布如图，纵肋的弯矩常采用以下两种方法： P-E法：M(max) 乘以纵肋的间距(a+e)，其物理意义是矩形包围的面积。 积分法：对纵肋宽度范围内(=a+e)的弯矩M(x)进行积分，物理意义是曲线
M(x)包围的面积。
正交异性板和钢箱梁设计关键技术研究
四川省交通厅公路规划勘察设计研究院
正交异性板和钢箱梁设计关键技术研究 四川省交通厅公路规划勘察设计研究院
第一章 项目来源和研究工作概况
4) 建立横隔板内力计算的空间节段模型，用该模型得到的结果可靠、全面， 可以优化开口(人洞)位置，得到的应力可直接其稳定性进行检算。尤其是对斜 拉桥钢箱梁吊机前支点横隔板进行了详细的有限元分析得到其应力场分布。
P-E法的缺点： 只适用于桥面简支在钢箱梁腹板上的情况。很难考虑有悬臂板、纵隔
板的钢箱梁，箱梁周边对横隔板的弹性镶固作用。只能近似得到横隔板的弯 曲正应力和弯曲剪应力。
正交异性板和钢箱梁设计关键技术研究
四川省交通厅公路规划勘察设计研究院
第四章 正交异性板计算的等效格子梁
4.1 正交异性板钢桥面第二体系应力分析的等效格子梁模型
第二章 正交异性板钢桥面概述
2.2 正交异性板钢桥面的结构行为概述 传统明桥面的设计方法认为车轮荷载先由桥面板传递给纵梁，纵梁传递给
横梁，横梁再传递给桁架或主梁，桥面系对桥梁纵向抗弯刚度基本没有贡献。 正交异性板桥面是将桥面板、纵肋和横肋连接成为一个整体而形成上翼缘，桥 面和主梁受力特征的差别变得不再非常明显。桥面板和纵肋成为主梁的一部分 (上翼缘)，桥面也可以为桥梁提供足够的横向刚度。
四川省交通厅科研项目
正交异性板和钢箱梁 设计关键技术研究
研 究报告
四川省交通厅公路规划勘察设计研究院 课题负责人 ： 王应良 2006年12月
目录
1 项目来源和研究工作概况 2 正交异性板钢桥面概述 3 Peklian-Esslinger法 4 正交异性板计算的等效格子梁 5 钢梁腹板弹性稳定理论 6 钢梁腹板(横隔板)的实用弹塑性稳定性分析 7 结束语
横肋设计时，如果横肋是简支在主梁腹板 上或主梁腹板抗扭刚度较小，应检查横肋跨中附 近的正弯矩。如横肋连续支承在多个主梁的腹板 上，要考虑横肋靠近主梁腹板的负弯矩，一般情 况下其支点负弯矩最好取跨中正弯矩的80%左 右。
正交异性板和钢箱梁设计关技术研究
四川省交通厅公路规划勘察设计研究院
第三章 Peklian-Esslinger 法
2) 建立了流线型扁平钢箱梁第二体系应力分析的等效格子梁模型，仔细推 导了等效格子梁法的计算公式；采用等效格子梁法编写正交异性板钢桥面分析 程序(ODAS系统)，计算结果可靠，适用于有悬臂板和纵隔板的钢箱梁。
3) 对高厚比较大的钢箱梁腹板和横隔板提出了相应的设计思路，给出了加 劲板三类临界刚度的意义，弹性理论计算腹板稳定的基本理论基础，加劲肋合 理位置的选择。
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第四章 正交异性板计算的等效格子梁 第四章 正交异性板计算的等效格子梁
Pe法的优点： 最为常用，虽然比较繁琐，但P-E法概念清楚、易于理解，且因提出比
较早影响比较大，而且可以进行手算，早已被多数工程师所熟悉，至今P-E 法仍被广泛地应用于正交异性板钢桥面的计算分析。
认为钢桥面是支承在刚度无限大主梁和等间距弹性横梁上连续正交异性板。 P-E法计算正交异性板钢桥面第二体系应力的基本假定为： 1) 假设钢桥面板在顺桥向简支在箱梁或板梁的腹板上，在横向弹性支承在 间距相等的横肋或横梁上。 2) 桥面板计算时，假定钢梁腹板的抗弯刚度无穷大，在顺桥方向等间距布 置的纵肋连同桥面盖板的纵向抗弯刚度为： 3) 横向抗弯刚度等于桥面板刚度Dp
第二章 正交异性板钢桥面概述
2.2 正交异性板钢桥面的结构行为概述 应力叠加
正交异性板和钢箱梁设计关键技术研究
四川省交通厅公路规划勘察设计研究院
第三章 Peklian-Esslinger 法
第二体系(桥面体系)是多次超静定结构，计算比较复杂，通常采用简化的方 法分析，如P-E法、正交异性板理论、折板理论、有限元和有限条等方法。上个 世纪50年代，前联邦德国的WPelikan 和M Esslinger提出用正交异性板理论计 算钢桥面板，本章主要介绍P-E计算正交异性板基本理论。 3.1 P-E法概述
3.5 程序设计
根据以上Peklian-Esslinger理论]编写了正交异性板钢桥面分析系统 (SBGAS系统)，该程序适用于纵向采用闭口加劲肋的正交异性板钢桥面。该程序 自从1997年起先后完成南京长江二桥、湖北军山长江大桥、上海卢浦大桥、广 州珠江黄埔大桥等多座大桥的计算。
正交异性板和钢箱梁设计关键技术研究
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第二章 正交异性板钢桥面概述
2.2 正交异性板钢桥面的结构行为概述 1)正交异性板桥面系统的构件 顶板既形成纵肋、横肋的翼缘部分，同时又作为主梁的上翼缘部分共同受力，
其结构行为非常复杂。全部采用板壳单元模拟，一次得到整个结构的全部内力和 应力，非常不经济的，还是将其内力分析分为三个体系来计算。
为了方便设计根据结构的变形将其受力划分为以下三个体系： (1) 第一体系：结构总体体系。 (2) 第二体系：桥面体系。 (3) 第三体系：支承在纵向加劲肋腹板之间的桥面板的变形。 实际上这三个体系是共同作用的，此处为了便于理解，分为三个体系。
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为了考虑闭口加劲肋之间的荷载分配，假想在纵肋之间有虚拟的梁单 元将各个纵肋连在一起，直接承受荷载的纵肋通过假想的配梁将荷载传给附 近的纵肋，采用位移法求解。由于通过假想的等效分配梁将荷载分配给其它 的纵肋，所以称为等效格子梁法。可以考虑有悬臂板、钢箱梁内设置纵隔板 等情况，使用的范围比较广。
正交异性板桥面等效格子梁法分析的思路是用一个等效的梁格体系来 代表正交异性板桥面。对每根纵肋和横肋(横隔板)采用与其中心线相重合的 梁单元近似模拟，即等效格子梁的布置与纵肋和横肋(横隔板)的位置一致。
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第一章 项目来源和研究工作概况
研究目的
四川省钢箱梁设计刚起步，但是四川省交通厅公路规划勘察设计研究院已 经在外省设计和设计咨询一些钢桥。研究正交异性板和钢箱梁设计中两个关键 问题，无论是作好技术储备，还是进入外省大跨度桥梁设计市场都是很必要的。 在本课题即将结束之时获悉四川南溪长江大桥采用主跨820米的钢箱梁悬索桥， 这标志着钢箱梁首次走进四川的大跨度桥梁领域。 研究工作内容
本项目的主研人员也多次被邀请为专家参加包括苏通长江大桥在内的多座 大桥的评审，多次参加交通部钢结构桥梁设计规范研讨会等。
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第二章 正交异性板钢桥面概述
合成桥面系 非合成桥面系
合成桥面系是指桥面系除了将荷载传递给 主梁，其本身还要参与主梁受力的桥面系， 例如和主梁连接在一起的正交异性板钢桥 面(正交异性板和主梁之间传递剪力) 正交异性板和钢箱梁设计关键技术研究 四川省交通厅公路规划勘察设计研究院
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第一章 项目来源和研究工作概况
本项目的研究成果曾经用于南京长江二桥，湖北军山长江大桥，广东中山 一桥，重庆鱼嘴长江大桥、广州珠江黄埔大桥北汊桥、广州珠江黄埔大桥南汊 桥，重庆石板坡长江大桥，重庆菜园坝长江大桥，广州猎德珠江大桥等多座大 桥的设计(咨询)或科研工作。
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第三章 Peklian-Esslinger 法
计算分为以下两个阶段： 第一阶段：假定横肋的刚度无穷大，计算纵肋和横肋中的最大弯矩，并计 算横肋的支反力； 第二阶段：根据第一步计算得到横肋的支反力并考虑横肋的柔性对第一步 计算得到的纵肋和横肋的弯矩进行修正。 由于横肋的变形，纵肋的支点弯矩减小，跨中弯矩增大，横肋的跨中弯矩 减小，在第二阶段就是对以上数值进行修正。