钢箱梁横隔板疲劳裂纹特征与实桥试验的轮载应力

发布时间：2018-06-26 14:54

  本文选题：正交异性桥面板 + 横隔板　； 参考：《土木工程学报》2017年08期

【摘要】：弧形切口处横隔板母材开裂是正交异性桥面板钢箱梁常见的疲劳病害。因研究方法的局限性,对其疲劳机理尚缺乏公认的认识。对此,考察并给出了两个背景工程的横隔板疲劳裂纹特征;针对无裂纹横隔板,进行了现场多种纵横向移动布载工况的轮载试验及相应的FEA计算,给出了结果及其规律。研究表明:(1)横隔板母材开裂常出现在远离U肋的上起弧点附近;开裂后,裂纹两侧的横隔板常有平面外的错动;(2)远离U肋的上起弧点附近横隔板的轮载应力始终为压应力,且应力绝对值最大;与U肋交界附近横隔板的轮载应力始终为拉应力,应力值次之;(3)横隔板平面外弯曲变形引起的应力相对膜应力很小,特别是弧形切口周边的潜在起裂处,两表面应力差几乎为0;(4)横隔板母材起裂处的压应力方向与裂纹方向几乎垂直;(5)顶板厚16mm、U肋厚10mm的背景工程,紧邻横隔板的U肋轮载应力不超过22MPa,应力幅小,几乎无疲劳开裂风险;(6)弧形切口周边轮载应力的最不利纵向加载位置为纵向距该横隔板约1倍的U肋间距;稍远处轮载应力的最不利纵向加载位置为其正上方。
[Abstract]:Transverse diaphragm base material cracking is a common fatigue disease of orthotropic bridge deck steel box girder. Due to the limitations of the research methods, the fatigue mechanism is still lack of recognized understanding. For this reason, the fatigue crack characteristics of the transverse diaphragm of two background engineering are investigated and given, and the wheel load test and corresponding FEA calculation of various longitudinal and transverse load distribution conditions are carried out for the non-cracked transverse diaphragm, and the results and their rules are given. The results show that: (1) the cracking of the base metal of the transverse diaphragm often occurs near the upper arc point far from the U rib; after the crack, the transverse diaphragm on both sides of the crack is often staggered out of plane; (2) the wheel load stress of the transverse diaphragm near the upper arc point far from the U rib is always compressive stress. The stress absolute value is the largest, the wheel load stress of the transverse diaphragm near the U-rib junction is always tensile stress, and the stress value is the second. (3) the stress relative membrane stress caused by the lateral bending deformation of the transverse diaphragm is very small, especially the potential crack around the arc notch. The stress difference between the two surfaces is almost 0; (4) the direction of compressive stress is almost perpendicular to the direction of the crack at the starting point of the base metal of the transverse diaphragm; (5) the background engineering of 10mm with 16mm roof thickness and U rib thickness, the load stress of the U-ribbed wheel adjacent to the transverse diaphragm is not more than 22MPa, and the stress amplitude is small. (6) the most unfavorable longitudinal loading position of the circumferential wheel load stress of the arc notch is about 1 times of the U rib distance from the transverse diaphragm, and the most unfavorable longitudinal loading position of the slightly distant wheel load stress is directly above it.
【作者单位】： 长沙理工大学教育部重点实验室;佛山市路桥建设有限公司;
【基金】：国家自然科学基金(51308070) 973计划项目(2015CB057702) 广东交通科技项目(科技—2016-02-010)
【分类号】：U441.4

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本文编号：2070754