V腿钢桁架梁焊接变形数值模拟研究

发布时间：2020-05-21 04:37

【摘要】：随着钢结构应用于桥梁工程中的占比越来越重,焊接连接的使用也越来越广泛,焊接具有连接性能好、刚度大、整体性好等优点,但在焊接过程中,也会带来一些结构上的危害,如焊接使结构变形、产生残余应力、应力集中等病害。本文分析归纳了钢结构桥梁的发展现状和焊接变形研究方法和理论,以32m+56m+32mV腿钢桁架桥梁为例,先利用midas/civil有限元软件建立静力分析模型,通过该模型分析结构的施工阶段、使用阶段的受力情况,得出结构的受力薄弱截面,再对薄弱截面进行受力验算。在midas/civil有限元软件分析的基础上,利用有限元软件sysweld建立受力薄弱部位焊接有限元模型。本文主要针对V腿、桁架梁跨中截面进行焊接变形数值模拟研究,通过分析两种有限元软件结果,得出如下结论:1、通过有限元静力模型分析得出,桁架梁桥受力基本满足要求,但在V腿和桁架梁跨中处受力和变形较大,因此在本文的研究基础上,建议加大该处桁架梁钢板的厚度;2、在固有应变法的理论基础上,选取两块钢板,结合不同焊接顺序进行数值模拟,最终得出焊接较优的顺序;3、在上述结论的基础上,通过已优化后的焊接顺序建立V腿和桁架梁跨中截面的焊接变形数值模拟,最终得到V腿、桁架梁跨中截面的焊接变形数值。
【图文】：

领域得到广泛的应用。全世界第一座钢拱桥于 1779 年在英国建成，它的建成意味着钢结构的萌芽，美国 1874 年也建成第一座全钢结构桥梁[1]。我国的钢结构桥梁的建设仅次于一些发达国家，新中国成立以后，我国投身于钢结构研究领域的科学者也越来越多，随着我国武汉长江大桥和南京长江大桥的建成，我国钢结构桥梁的技术已开始逐步成熟，但上述两座大桥均采用传统的铆接连接方式，那时我国还未开始将焊接技术应用于桥梁领域。在 1962 年，迎水村大桥的建成，标志着我国钢结构桥梁焊接技术应用的开端，但其主要连接方式是铆接结合焊接并齐使用，主要是因为当时焊接技术才初步接触，国内没有相关桥梁焊接的工程案例，因此焊接的施工成为该桥的一大难点。20 世纪 80 年代，我国少部分铁路桥梁也逐步使用焊接技术。1991 年以后，我国桥梁领域的焊接技术已基本遍地开花，我国的第一座全焊接钢桥西陵江大桥于 1996 年建成，它的建成为我国焊接拼装类型桥梁提供大量的理论依据和施工经验。目前，我国的焊接桥梁也越来越多，如苏通长江大桥、贵州坝陵河大桥、舟山西堠门大桥等[1]。

领域得到广泛的应用。全世界第一座钢拱桥于 1779 年在英国建成，它的建成意味着钢结构的萌芽，美国 1874 年也建成第一座全钢结构桥梁[1]。我国的钢结构桥梁的建设仅次于一些发达国家，新中国成立以后，我国投身于钢结构研究领域的科学者也越来越多，随着我国武汉长江大桥和南京长江大桥的建成，，我国钢结构桥梁的技术已开始逐步成熟，但上述两座大桥均采用传统的铆接连接方式，那时我国还未开始将焊接技术应用于桥梁领域。在 1962 年，迎水村大桥的建成，标志着我国钢结构桥梁焊接技术应用的开端，但其主要连接方式是铆接结合焊接并齐使用，主要是因为当时焊接技术才初步接触，国内没有相关桥梁焊接的工程案例，因此焊接的施工成为该桥的一大难点。20 世纪 80 年代，我国少部分铁路桥梁也逐步使用焊接技术。1991 年以后，我国桥梁领域的焊接技术已基本遍地开花，我国的第一座全焊接钢桥西陵江大桥于 1996 年建成，它的建成为我国焊接拼装类型桥梁提供大量的理论依据和施工经验。目前，我国的焊接桥梁也越来越多，如苏通长江大桥、贵州坝陵河大桥、舟山西堠门大桥等[1]。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U445.71

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本文编号：2673739