钢箱梁横隔板弧形切口疲劳性能及构造优化研究
本文选题:钢箱梁 + 横隔板 ; 参考:《桥梁建设》2017年05期
【摘要】:横隔板弧形切口处疲劳开裂是钢箱梁的主要疲劳病害之一,为提高该细节的疲劳性能,确定其合理构造形式,以某悬索桥(加劲梁采用钢箱梁)为背景,建立钢箱梁节段有限元模型进行疲劳应力分析,基于P-M线性积伤律和Eurocode 3提供的S~N曲线计算其疲劳寿命,比较6种国内外常用弧形切口的疲劳性能,并分析切口半径和横隔板厚度对疲劳应力的影响。结果表明:轮载作用下横隔板弧形切口处存在明显的拉、压应力集中区;疲劳裂纹萌生于压应力集中区,裂纹扩展方向与主压应力方向基本垂直;弧形切口的形式显著影响其疲劳性能,国内外典型孔型中,圆弧+直线方案(孔型4)为刚性横隔板弧形切口的最佳孔型;适当增加孔型4的切口半径和横隔板厚度有利于提高其疲劳寿命,增加切口半径较增加板厚效果更好。
[Abstract]:Fatigue cracking at the arc notch of the transverse partition plate is one of the main fatigue diseases of steel box girder. In order to improve the fatigue performance of this detail and determine its reasonable structural form, a suspension bridge (steel box girder is used for stiffening beam) as the background. A finite element model of steel box girder was established for fatigue stress analysis. The fatigue life of steel box girder was calculated based on P-M linear damage law and Eurocode _ 3 curve, and the fatigue performance of six kinds of common arc notch was compared. The influence of notch radius and transverse diaphragm thickness on fatigue stress is analyzed. The results show that there are obvious tensile and compressive stress concentration zones at the arc notch of the transverse diaphragm under wheel loading, and the fatigue crack originates in the compressive stress concentration zone, and the direction of crack propagation is basically perpendicular to the direction of the main compressive stress. The form of arc notch has a significant effect on fatigue performance. In typical pass at home and abroad, the arc straight line scheme (pass 4) is the best pass for rigid transverse diaphragm arc notch. The fatigue life can be improved by increasing the notch radius of pass 4 and the thickness of transverse spacer. It is better to increase the notch radius than to increase the thickness of plate.
【作者单位】: 长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室;佛山市路桥建设有限公司;亚利桑那州立大学;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2015CB057701) 国家自然科学基金项目(51378080) 广东省交通厅科技项目(201602010)~~
【分类号】:U441.4
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本文编号:1930966
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