正交异性板和钢箱梁研究报告.ppt

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1、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1项目来源和研究工作概况2正交异性板钢桥面概述3Peklian-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目录任务来源20世纪80年代末期，随着我国经济的发展，尤其是公路和城市桥梁的迅速发展，促进了钢桥的发展，尤其是钢桥恒载小、建筑高度低，工厂加工的质量容易保证，施工

2、速度快等优点，钢桥类型遍及梁桥，拱桥，斜拉桥，悬索桥。这些桥梁主要采用钢箱作为主梁或者拱肋。我国近年来每年钢桥用钢量保守的估计在10万吨以上。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。第一章项目来源和研究工作概况正交异性板和钢箱梁设计关键技术

3、研究四川省交通厅公路规划勘察设计研究院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。研究工作内容选择正交异性板和钢箱梁设计中比较复杂的两个问题，为主要研究内容。1)正交异性板钢桥面的计算理论汇总和研究，对目前国内外正交异性板计算的实用理论进行研究，对常遇情况下的正

4、交异性板编制计算程序。2)钢板梁和钢箱梁腹板、横隔板在多向应力状态下稳定性研究，采用加劲板理论研究钢箱梁腹板和横隔板稳定性，对设计进行优化，更可靠、经济合理。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研究工作的完成情况和主要成果本研究基本上完成了预定的两个研究内容，并取得了以下研究成果。1)总结了Peklian-Esslinger法计算正交异性板的步骤和公式，并采用此法编写了正交异性板钢桥面分析程序(SBGAS程序)，对程序进行考证，计算结果可靠。2)建立了流线型扁平钢箱梁第二体系应力

5、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。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

6、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。5)以英国规范BS5400为基础给出了采用弹塑性理论分析钢箱梁腹板和横隔板稳定性的步骤，将有限元分析的结果和设计规范紧密的结合起来，编写了钢箱梁腹板和横隔板稳定性计算程序SBP，通过多个算例对程序进行考证，计算结果可靠。6)将SBGAS、ODAS和SBP等程序汇总称为正交异性板和钢箱梁分析系统(OPBAS)曾成功用于大跨悬索桥和斜拉桥钢箱梁的结构设计和计算中，解决了大型桥梁设计计算中的复杂问题。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

7、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。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。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

8、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)第二章正交异性板钢桥面概述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2.2正交异性板