翼缘板)之间属于构造连接,似乎和吊车梁不同,用角焊缝应该可以了。由于焊接技术和工艺日益成熟,全焊钢箱梁结构应该是一种趋势,不过一定要找有经验的大厂加工才可靠些。
如下图,计算模型包括所有纵横向加劲肋、横隔板加劲、顶底板;目的是考察其在吊机以及运营阶段各构件的应力以及变形情况。验算结构的强度、稳定性、控制施工变形差、设计吊机横向布置以及加劲、横隔板尺寸优化。模型如下。怎么没贴上图?重新补上!
从上面的模型可以计算出横隔板的应力场,但是对于这种应力场作用的横隔板如何评价其稳定性,不是单纯的力学计算能解决问题的。因为国内外对加劲板在多向应力状态下的稳定性分析进行了大量的研究,但是由于大位移作用加劲板的屈后承载力等研究比较困难,船舶钢结构这方面也进行了大量的试验,上海交大和天津大学都进行了大量的研究,目前的理论尚不能简化为易于工程师接受的公式。
BS5400(2001版)考虑了弯矩和剪力共同作用的后屈曲强度,但计算时采用的交叉公式比较复杂,大多数是帝国理工大学在1980左右的研究成果,采用的极限状态法。
路桥示方书和德国的公路设计规范以及我国的铁路桥梁设计规范都是采用弹性分析方法,其理论基础可以参见相应的文献。
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bs5400的方法是最好的,另外美国的里海大学也进行了大量的试验,出版了一些非常主要的研究报告,大家可以看一下。
对加劲板多向应力状态下的稳定行计算,我根据编写一些相应的程序,包括bs5400方法,日本道路桥示方书方法等计算方法,对付设计可以,但是如果要谈到理论高度,就有一点困难了。
给出一些这方面比较好的文献,以便大家学习和参考: [1] R.Wolchuk,Design Manual for Orthotropic Steel Plate Deck Bridge,American Institute of Steel Construction,1963(我翻译其中的计算部分,并编写了计算机程序) [2] Bouwkamp, Powell. Structural Behavior of an Orthotropic Steel Plate Deck Bridge, Report to California Department of Public Works, Division of Highway and U.S. Department of Commerce, Bureau of Public Roads, Univ. Of California (1967) [3] Powell, Ogden, Analysis of Orthotropic Steel Plate Deck Bridge,Pro. ASCE, 95,(1969) ST 5
[4] 日本本四公团,日本本州四国连络橋上部结构設計标准と解说,1989 [5] 日本本四公团,日本本州四国连络橋の开发技术,1996
[6] 王应良、郑凯锋、唐继舜(译),正交异性板的疲劳等级评估,西南交通大学,1995(British TRRL 1990年259号报告)
[7] Vladimir Kristek,Theory of Box Girder,New York,John wiley & sons ,1979 [8] 大規模斜張橋ケーブル定着構造の疲劳,土木学会論文集,1995 No 10
[9] 森田泰生,南京长江第二大桥主橋技术設計—最终报告,日本长大橋梁公司,1997 [10] A.R.Cusens, R.P.Pama,Bridge Deck Analysis, New York,John wiley & sons,1975
[11] M.S.Troitsky, STIFFED PLATES bending stability and vibrations, ELSEVIER SCIENTIFIC PUBLISHING COMPANY , 1976 , NEW YORK
[12] STEEFANO CARAMELLI, PIETRO CROCE, Fatigue Behaviour of steel decks of Cable-Stayed Bridges, 1994 International Symposium on Cable-Stayed Bridges,Shanghai
[13] 王应良译:本州四国联络桥公团 钢桥面板设计要领?同解说 [14] 道路示方书――钢桥篇
[15] 中井博,钢橋設計の基础,共立出版株式会社,1992 [16] 小松定夫,钢構造の補剛設計,森北出版株式会社,1982
[17] R.NARAYANAN , beams and beam columns stability and strength , APPLIED SCIENCE PUBLISHERS LTD , 1983
[18] N.W.MURRAY, Introduction to the theory of thin-walled structures, Oxford University Press, 1984
[19] 本州四国联络桥公团: 钢桥面板现场焊接施工要领 [20] 日本道路协会: 钢道路桥设计便览
[21] 本州四国联络桥公团: 桁架细节构造设计手册 [22] 本州四国联络桥公团: 桁架细节构造设计手册
如果各位朋友或师兄看到其它比较经典的文献,也可以推荐给我。谢谢大家!
关于钢箱梁在多向应力状态下的稳定性计算,我认为BS5400中关于屈曲交叉影响的稳定性计算值得大家学习,2000版有关该方面的规定更细致。但个人体会是应注意对荷载的处理
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及其计算过程也应按照BS5400的有关规定进行才好,因此说,钢箱梁的计算重在熟悉规范依据而不是计算手段,空间程序也好,一些自编程序也好,都不是问题的核心。只要熟悉稳定问题的主要原理和有关的设计规范,尤其是国外规范,都是可以很好地解决设计问题的,当然,如同楼上橄榄树网友所说,搞好设计并不能代表该方面的前沿研究水平。回过头来,再看看目前国内外膜结构中钢板的大范围应用,似乎在有关稳定性计算上比桥梁钢结构的稳定性更是有据可查,日本关于局部稳定通常用强度的方式来表达,接近于欧洲规范。另外, ENV1997钢结构及钢桥规范,也是很值得学习的;以及DANISH规范等。
说白了,把它当作工民建中的普通钢结构来看,可以跳出单纯桥梁结构的范畴,可以增强有关的认识。
请教一个问题,连续钢箱梁的沥青混凝土桥面铺装时,顶板有很大的(宽桥就双向)应力,横隔板应力甚至更大,而且纵横隔板越强越如此,我的理解是计算确实如此,但根据实际的温度场又不会如此大,因此只能由设计人员掌握(可能不能写成文字)。 不知大家认为如何,希望听到橄榄树兄等的高见
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楼上各位前辈,我发表一下我得浅见:
①斜拉桥主梁钢箱梁的受力分析,有一种方法可以避免三大体系的假设,在全桥的鱼骨梁模型中插入一段全主梁板壳模型进行详细的恒载、活载受力分析(插入节段的长度受计算能力的限制,一般取5个拉索节段较合适),插入节段与鱼骨梁的边界条件可以用约束方程来实现。
②由苏通大桥和东海大桥的计算经验表明,这种方法得到的结果是理想的。其中包括疲劳分析、施工控制等,都可以得到满意的结果。横隔板稳定有点麻烦,占用机时太多。 ANSYS在着方面的功能很强,完全可以实现以上分析目标。
(我现在还在同济桥梁系读研究生,经验有限,请多赐教)
我在利用Ansys或者Sap建立悬索桥全桥模型,由于钢箱梁的顶板和底板存在U形加劲肋,按照实际情况输入,则模型过于复杂,所以我考虑用板的正交异性来模拟,即将带U形肋的顶板和底板按照等刚度原则简化成单层钢板,此钢板的弹模在各个方向不同,但是在填写单元特性表的时候,我遇到了一些问题,Ex和Ey我按照等刚度原则进行了换算,Ez如何计算?还是可以简化地记为2E5Mpa?另外正交异性材料表要求填写三个方向的泊松比和三个剪切弹性模量,我不知道在正交异性材料力学中,G=E/2(1+泊松比)是否还成立,应该如何填写? 下面是Sap中的元素特性 请高手支招,不胜感激
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顶板厚14mm,U形加劲肋板厚6mm,板U形加劲肋上口宽300mm,口宽169.3mm 高280mm 等效为14mm厚钢板 Iyy
E×0.116E-3=E’(0.6×0.014-3)/12 E’=1.691E14(N/m2) Izz
E×0.3E-3=E’(0.014×0.6-3)/12 E’=2.38E11(N/m2)
Density1=7.9×A1/A2=7.8×0.012693/(0.6×0.014)=1.193×105N/m3
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