新型鐓邊U肋正交異性鋼橋面板疲勞性能研究.pdf

1、正交異性鋼橋面板發(fā)展面臨的主要問題在于良好的受力性能與高疲勞病害風(fēng)險(xiǎn)之間的矛盾，其中頂板與縱肋焊接構(gòu)造細(xì)節(jié)是正交異性鋼橋面板疲勞病害危害最為嚴(yán)重的部位之一。從傳統(tǒng)正交異性鋼橋面板本身結(jié)構(gòu)體系出發(fā)來改善其疲勞性能，雖然取得了一定的進(jìn)展，但這一部位的疲勞病害案例仍然不斷涌現(xiàn)。在傳統(tǒng)正交異性鋼橋面板的基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)創(chuàng)新得到的結(jié)構(gòu)形式來改善結(jié)構(gòu)的疲勞性能，是促進(jìn)正交異性鋼橋面板應(yīng)用并推動(dòng)其可持續(xù)發(fā)展的可行途徑之一。以新型鐓邊U肋正交異性鋼橋面

2、板為研究對(duì)象，開展了以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究工作:
　　(1)簡(jiǎn)要概述了正交異性鋼橋面板的發(fā)展歷程，疲勞問題的產(chǎn)生原因及疲勞分析的基本理論和相關(guān)基本概念。介紹了新型結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀，引入新型鐓邊U肋正交異性鋼橋面板，闡述了其提出背景和設(shè)計(jì)理念。
　　(2)對(duì)缺口應(yīng)力法進(jìn)行了全面的介紹，詳細(xì)闡述了缺口應(yīng)力法的理論基礎(chǔ)，總結(jié)了缺口應(yīng)力法的特點(diǎn)及與名義應(yīng)力法、熱點(diǎn)應(yīng)力法的異同。討論了影響缺口應(yīng)力法的關(guān)鍵因素:疲勞缺口系數(shù)，疲勞壽命曲線以

3、及缺口應(yīng)力求解方法。
　　(3)分析正交異性鋼橋面板各構(gòu)造細(xì)節(jié)參數(shù)對(duì)缺口應(yīng)力及疲勞缺口系數(shù)的影響，結(jié)果表明:增大頂板厚度可以有效改善頂板與縱肋焊接構(gòu)造細(xì)節(jié)各疲勞關(guān)注細(xì)節(jié)的應(yīng)力集中情況，增大U肋厚度主要減小U肋焊趾處應(yīng)力，開口角度對(duì)項(xiàng)板焊趾處應(yīng)力影響最顯著，而增大焊縫熔深對(duì)焊根處應(yīng)力集中有所改善。相關(guān)結(jié)論可為提高鋼橋面板的疲勞性能作參考。
　　(4)對(duì)頂板與縱肋焊接構(gòu)造細(xì)節(jié)已有疲勞試驗(yàn)的名義應(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行再分析，并轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的缺

4、口應(yīng)力。結(jié)果表明缺口應(yīng)力疲勞數(shù)據(jù)均位于IIW推薦的FAT225曲線之上，因此缺口應(yīng)力法可以很好地應(yīng)用在該構(gòu)造細(xì)節(jié)的疲勞評(píng)價(jià)中。
　　(5)采用缺口應(yīng)力法對(duì)新型鐓邊U肋正交異性鋼橋面板疲勞壽命進(jìn)行了評(píng)估，并對(duì)相關(guān)關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:缺口應(yīng)力可以作為焊根或焊趾疲勞性能的有效評(píng)估指標(biāo)，判別其疲勞性能的差異，相對(duì)而言，焊根處更易萌生裂紋;新型鐓邊U肋相較于傳統(tǒng)U肋，可以較好的改善該構(gòu)造細(xì)節(jié)頂板焊趾及U肋焊趾處疲勞性能，但對(duì)焊根處