基于正交试验设计的正交异性钢桥面系多因素优化研究（论文）.pdf

第 5"卷第6 期 2018年 12月西安建筑科技大学学报（自然科学版）年. Xi’anUniv. of Arch. 6 Tech. (Natural Science Edition)记次发.50No.6 Dec. 2018建)西： 10. 15986/i. 1006-7930. 2018. 06. 012基于正交试验设计的正交异性钢桥面系多因素优化研究王 柏 文 \ 唐 焱 2! 刘 扬 1，王 龙 1!1• 长 沙 理 工 大 学 土 木 工 程 学 院 ，湖 南 长 沙 410114; 2• 中 冶 长 天 国 际 工 程 有 限 责 任 公 司 市 政 建 筑 工 程 公 司 ，湖 南 长 沙 410205)摘要：以某大跨悬索桥钢箱梁为研究对象，建立精细化的局部正交异性钢桥面系有限元模型.采用正交试验设计方法，研究了最不利轮载作用下正交异性板结构参数及铺装层材料与结构参数对铺装层力学特性的影响.以钢桥面铺装体系质量最轻和铺装层横向拉应力最小为目标函数，拟合得到各变量间响应面模型，最后对正交异性钢桥面系进行优化设计i结果表明：轮载对称施加在U肋正上方时，铺装层内横向拉应力及弯沉值最大；最不利轮载作用下，铺装层弹性模量变化对铺装层横向拉应力、铺装层与钢桥面板间层间剪应力、铺装层弯沉值影响最为显著，増大铺装层厚度及弹性模量可改善钢桥面系受力状况，钢桥面板厚度变化对钢桥面系力学特性影响较小；基于响应面对正交异性钢桥面系进行多目标优化设计，减小了铺装层横向拉应力的同时，降低了结构自重，具有很好的应用价值i
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?U443 32 文献标志码： A 文章编号：1006-793〇(2018)06-0842-08，学*学+报版大 目月 〇期卷次年三第+版次目报 目发次年〇年的+次年目月 目第 次大学 目报次大目次报目发年版 *次学学卷 疲报年裂钢学 裂学版劳 pavement system based on orthogonal experimental designa c i n Bornen 1， T A N G Y a n 2， L I U Y a n g 1， WA.NG L o n g1 (1. School of Civil E n g in e e rin g ， C h an g sh a U n iv e rsity of Science & T e c h n o lo g y ， C h an g sh a 4 1 0 1 1 4，C h in a；对筑 庆 疲报技卷技等学劳 学报发 月 第卷 期 技构次 卷 构疲 第次 纹 报 苏 技报 次次第技报 苏 . 版 ， 等 学 报 何 松 害 期版报苏何次 . 期 学报 苏 构技学 报 影报 构次 第报 学 构技版 报 学 劳 纹 报 苏 技报 次次第技报 苏.版筑 ，L t d ， C h an g sh a 4 1 0 2 0 5，C hina)) uUenvoe： A finite elem en t m odel of th e o rth o tro p ic s te e l b ridg e deck s y ste m w ith p av em e n t lay er w as estab lish ed . U n d e r th e m o st u n fav o rab le w h eel lo a d， m ech an ical p erfo rm an ces of p av em e n t lay er re a c te d to th e change ofs tr u c tu r a l p a ra m e te rs and m a te ria ls w ere stu d ied . M in im u m w eig h t of th e s te el deck p av em e n t s y ste m and m inim um of tra n s v e rs e ten sile s tr e s s w ere selected as th e design objectives. R e sp o n se su rface m odels w ere e s tab lish edb etw een v a ria b le s ， an d th e o p tim izatio n d esign w as conducted. R e su lts sh ow ed t h a t tra n s v e rs e ten sile s tr e s s andd eflec:io n value of : h e p a v e m e n : w ere g r e a : e s : w h en w h eel load w as ap p lied on above of U rib sy m m etrically . M od u lu s change of p av em e n t lay er has a sig n ifican t influence on tra n s v e rs e ten sile s tr e s s and d eflectio n value of th e p a v e m e n t， as w ell as sh e a r s tr e s s value b etw een p av em e n t and s te el deck. In crea sin gth ick n eK K o f p av em e n t lay er and elaKtic m o d u luK can reduce th e KtreKK value of K teel deck p av em en tsy stem . T h ic k n e s s ch an g es of th e s te e l b ridg e deck has a sm a lle r effect on m ech an ical p erfo rm an ce. M u lti-ob jective o p tim izatio n b ased on th e resp o n se su rface m e th o d red u ced th e tra n s v e rs e ten sile s tr e s s and th e w eig h t of s te e l deck p av em e n t sy stem . I t has a good ap p licatio n value.2at 1 TnSU： o rth o tro p ic s te e l b ridg e deck p av em e n t s y s t e m； s u b m o d e l； o rth o g o n a l e x p erim en tal d e s ig n； resp o n sesu rface m e th o d； m u lti-o b