基于响应面法的正交异性钢桥面板疲劳设计参数研究

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1、国内图书分类号：TU338国际图书分类号：624．072．2西南交通大学研究生学位论文密级：公开年级三Q二二级姓名旦主垩申请学位级别王堂亟±专业叠鎏皇隧道工猩指导老师b二查数援二零一四年五月ClassifledIndex：TU338U．D．C：624．072．2SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCH0N王埝TIGUEDESIGNPARAMETEROFORTHOTROPICSTEELBR【DGEDECKBASEDONRESPONSESIⅡ℃FACEM

2、ETHODOLOGYGrade：201lCandidate：MaYupingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：BridgeandTunnelEngineeringSupervisor：ProfiBuYizhiMay,2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版．允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容

3、编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书：2．不保瓠影使用本授权书。(请在以上方框内打“0”)学位论文作者签名：指导老师签名：l、一；l·_‘—．．_—7日期：撕坤、歹、≥Z·日期：加1坼歹、≯≯’西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(1)主要对正交异性钢桥面板的纵肋与面板的纵向连接处和横隔板u肋交叉处的构造细节开展疲劳性能试验研究。研究了不同顶板与纵肋之间的连接焊缝的熔透率对此

4、部位焊缝应力的影响及横隔板U肋交叉处的受力特性。(2)运用响应面法对正交异性钢桥面板的设计参数(面板厚度、纵肋厚度、横隔板间距、横隔板厚度)在合理取值区间内设计实验样本，建立不同设计参数的正交异性钢桥面板有限元分析模型，通过仿真分析计算出几类易损细节应力的响应值，运用最小二乘法原理求出各类疲劳细节应力及模型质量的响应面模型。最后对响应面模型进行优化，从而求出对应各类疲劳细节性能较优的参数匹配。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个

5、人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：马智年日期：加I轨工撕7／西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要正交异性钢桥面板具有质轻、极限承载能力大，易于装配化、施工周期短等显著优点而被广泛运用于现代大跨度桥梁建设中，但同时正交异性钢桥面板制造安装误差、初始缺陷及应力集中显著等因素导致在荷载反复作用下疲劳易损伤部位极易开裂。正交异性钢桥面板的疲劳问题直接影响钢桥的使用寿命，是桥梁建设中的难

6、点和热点问题，所以对正交异性钢桥面板的抗疲劳性能进行研究显得十分必要。论文主要从正交异性钢桥面板的构造细节和设计参数两方面着手进行研究分析，其主要工作如下：(1)回顾了正交异性钢桥面板的发展历程，对正交异性钢桥面板的国内外研究进展现状和疲劳病害问题进行了介绍和总结。(2)对钢桥疲劳基本理论进行了阐述。主要介绍了疲劳的基本概念、三种疲劳积伤理论、疲劳寿命评估的方法和钢桥抗疲劳设计方法。(3)以港珠澳大桥为研究背景，对正交异性钢桥面板的纵肋与面板的纵向连接处和横隔板u肋交叉处的构造细节开展抗疲劳性能试验研究，并采用AN

7、SYS有限元软件对上述构造细节进行仿真分析，研究了不同顶板与纵肋之间的连接焊缝的熔透率对此区域焊缝应力的影响以及横隔板u肋交叉处的受力特性。(4)采用响应面法对正交异性钢桥面板的设计参数在合理取值区间内设计实验样本，建立了参数化的正交异性钢桥面板有限元分析模型，通过仿真分析计算出待研究易损细节应力的响应值。在此基础上运用最小二乘法原理求出各类疲劳细节应力及模型质量的响应面模型。最后对响应面模型进行优化，从而求出对应各类疲劳细节性能较优的合理参数匹配。关键词：正交异性钢桥面板；构造细节；疲劳性能；响应面法；设计参数西

8、南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractOrthotropicsteelbridgedeckhasbeenwidelyusedinmodernlargespanbridgesbecauseofitslightquality，highbearingcapacity，easytobeassembled，shortconstructionperioda