高速铁路正交异性钢桥面结构研究与设计方法

"本文详细研究了高速铁路正交异性整体钢桥面结构的受力性能和设计计算方法，通过理论分析、有限元对比分析和模型试验，探讨了不同纵肋形式、参数选择以及横梁布置方式对结构性能的影响，并提出了相应的设计优化策略。" 在高速铁路建设中，正交异性整体钢桥面结构因其优越的性能，如轻质、高强度、良好的行车舒适性，得到了广泛应用。这篇研究基于多个实际工程案例，如京沪高速铁路南京大胜关长江大桥、阜景铁路安庆长江铁路大桥和渝利铁路韩家沱长江大桥，对正交异性整体钢桥面的结构形式进行了深入探究。 1、研究发现，纵肋的形式（板肋、倒T肋和U肋）对结构的受力性能和稳定性有显著影响。尽管在同等条件下，三种形式的纵肋对结构竖向位移、横向位移和应力的影响差异不大，但U肋在横向刚度、整体稳定性和经济效益方面表现出更好的性能。 2、进一步，研究分析了U肋的高度、钢桥面板厚度、U肋厚度和横梁腹板厚度等参数对结构的影响。提出了“合理普适度”的概念，为这些参数的选择提供了量化依据，以平衡结构的刚度、强度、稳定性和成本。并给出了三组最优化的U肋设计参数组合。 3、针对只在下弦节点设置横梁的纵横梁体系，研究揭示了这种结构在桥面荷载下的受力特性。在这种体系中，纵梁和横梁承受主要的内力和变形，而下弦杆受力相对较小。这种结构适用于对桥面系建筑高度无严格限制的小跨度桥梁。 4、对于在下弦节点和节间跨中都设置横梁的多横梁和密布横梁体系，研究发现其下弦杆受力显著增加，同时纵梁和横梁的面内受力和变形减小。这种体系适用于需要承受较大荷载或对结构刚度有较高要求的大跨度桥梁。 这篇研究为高速铁路正交异性整体钢桥面结构的设计提供了科学依据和实用建议，有助于提升桥梁的安全性、经济性和耐用性。通过精确的计算和优化设计，可以更好地适应高速铁路桥梁的不同工况需求，确保桥梁结构的高效运行。