闭口肋正交异性钢桥面板应力分析及优化建议

"闭口肋正交异性钢桥面板应力分析 (2010年)" 正交异性钢桥面板是现代桥梁工程中常见的结构形式，因其轻量化和高强度特性而受到广泛应用。这种桥面板的设计特点在于其正交异性，即面板在两个垂直方向上表现出不同的力学性能。然而，在车辆荷载作用下，面板会承受显著的面外弯矩，这可能导致较高的弯曲应力，进而引起结构裂纹。尤其是当面板与纵肋的相对厚度较小时，这种情况更加明显。 针对这一问题，研究人员运用大型有限元分析软件ANSYS进行数值计算，以深入理解闭口肋正交异性钢桥面板在板肋连接处的应力分布情况。通过建立精细的有限元模型，可以模拟实际工况下的受力状态。模型通常包括桥面板、纵肋以及相关的连接结构，如横梁和帽孔。 模型的建立考虑了实际桥梁的尺寸和材料特性，例如，模型中的桥面板宽度为2.56米，采用12毫米厚的面板，而纵肋则为U320×250×8毫米的梯形截面。横肋腹板厚度为10毫米。计算结果揭示了桥面板的应力通常大于纵肋应力，这提示我们需要优化结构设计以降低面板的应力集中。 为了改善结构受力，建议在横截面上增设内横隔板。内横隔板的作用是增加局部刚度，分散应力，从而减少面板的应力水平。此外，研究还关注到横梁腹板上的帽孔尺寸对结构应力的影响。结果显示，帽孔尺寸过大可能会加剧应力集中，推荐帽孔尺寸设定为25毫米，以达到较好的平衡。 关键词：正交异性钢桥面板，裂纹，有限元模型，内横隔板，帽孔 论文指出，我国近年来在正交异性钢桥面板结构中遇到了疲劳损伤问题，尤其是在肋面板连接、肋横梁连接和肋肋对接焊缝等关键区域。因此，对这些区域的受力分析至关重要，以便采取有效的预防措施。通过细致的有限元模拟，可以更准确地评估和优化桥梁设计，以提高其耐久性和安全性。 这篇论文详细探讨了闭口肋正交异性钢桥面板的应力分析，提出了通过改变结构细节（如设置内横隔板和调整帽孔尺寸）来改善受力性能的策略。这对于未来桥梁工程的设计和维护具有重要的指导意义。