【摘 要】
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当前,我国钢铁行业面临产能过剩的风险;此外,对于桥梁建设领域,钢材使用率低下问题突出,深层次原因为我国缺乏先进的钢结构规范指导设计;规范作为工程设计行业的保障和约束,系统的对比研究接纳度较广的规范,能有效确保我国规范的准确性和时效性;随着“一带一路”合作体系的完善,学习借鉴欧洲规范,扬长避短更是加强国际竞争力的关键,基于以上四点缘由,本文主要就《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)
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当前,我国钢铁行业面临产能过剩的风险;此外,对于桥梁建设领域,钢材使用率低下问题突出,深层次原因为我国缺乏先进的钢结构规范指导设计;规范作为工程设计行业的保障和约束,系统的对比研究接纳度较广的规范,能有效确保我国规范的准确性和时效性;随着“一带一路”合作体系的完善,学习借鉴欧洲规范,扬长避短更是加强国际竞争力的关键,基于以上四点缘由,本文主要就《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)中设计原则及荷载效应组合、材料及钢材疲劳设计、结构分析、钢结构栓接、焊接等内容同欧洲规范EN1993进行定性定量对比分析,并辅以实例进行手算、电算验证差异性,所得结论可为我国钢结构桥梁设计规范修订完善及海外工程师设计提供参考,研究结论如下:我国现规范中,公路钢结构桥梁全概率,半概率,安全系数三法并存,欧洲规范为半概率极限设计法并引入相关分析系数,分项系数均取自于实际工程经验;荷载效应组合及汽车荷载上,基于第二、六章算例得,我国规范活载效应计算弯矩及剪力值小于欧规计算值,差异约8%;荷载效应组合上,我国规范计算主梁弯矩值及剪力值均小于欧规,差异约18%,钢箱梁应力计算值上,基于我国规范计算所得主梁截面最大拉压均小于欧规,数值偏差约21%。钢材本构模型中,欧规考虑了钢材拉伸屈曲后变形及应变硬化因素,奠定了有限元计算分析的基础,我国规范尚未考量;对同等级钢材屈服强度值,我国规范普遍低于欧洲规范,此外欧洲规范对高强度钢有所规定;钢材抗疲劳验算,欧洲规范善用理想化卡车组并给出了5个疲劳荷载模型,且欧规疲劳荷载模型5对于工程设计实时指导性意义较大。对于结构分析,结构建模、结构强度计算,中欧规范定义及思路一致;挠度限值上,我国规范更具有针对性,但欧规更为严格;结构稳定性设计上,中欧规范均基于压杆及薄板稳定理论;对于整体稳定折减系数,我国规范计算值大于欧规偏于安全;压杆稳定、受弯稳定及压弯计算,我国规范稳定系数值普遍大于欧洲规范;对于翼缘板宽厚比限值,欧规高于我国规范。螺栓连接划分中,欧规类别划分更为细致;同等级螺栓,欧洲规范中螺栓设计强度取值大于我国规范;单连接件抗力计算及高强螺栓抗力计算中,我国规范抗力计算值相较于欧规偏于保守;同等级高强螺栓预应力值欧规大于我国规范数值约10%;摩擦型连接抗力计算中,对于摩擦系数取值中欧存有差异;对于角焊缝抗力计算,我国规范采用了单一应力法、折算应力法,欧规采用了折算应力法,基于算例结果我国规范相较于欧洲规范更趋于保守安全;对接焊缝抗力计算中,中欧规范思路一致,计算结果差异较小。
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