横梁腹板切口形状对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响研究

发布时间：2019-09-09 17:07

【摘要】：在正交异性钢桥面板中,横梁腹板与纵肋连接部位及横梁腹板切口边缘处较容易发生疲劳开裂,为了弄清横梁腹板切口形状对这两个构造细节疲劳性能的影响规律,采用有限单元法,通过在3种作用下采用不同切口形状的正交异性板各考察点主拉应力或面外应力比率的对比研究,得出以下结论:(1)在剪切作用下,切口形状对纵肋与横梁连接部位的应力影响不大,切口边缘半径对横梁切口边缘拉应力影响很大;(2)在支撑作用下,切口尺寸越大,纵肋与横梁连接部位的应力越大;(3)在面外作用下,切口尺寸越大,横梁对纵肋的面外转动变形约束越小,面外应力比率越小。
【图文】：

切口形状,横梁,腹板,单位

嘹?察各种作用下采用不同切口形状的横梁腹板连接焊缝端部及切口边缘的应力情况，研究切口形状对正交异性板疲劳性能的影响规律。2有限元模型本文选取6种典型的横梁腹板切口形状进行对比分析，如图1所示，分别为:(1)欧洲钢桥规范EC3推荐的公路桥切口形式［10］;(2)日本桥梁规范推荐的切口形式［12］;(3)欧洲钢桥规范EC3推荐的铁路桥切口形式［10］;(4)美国公路桥梁规范AASHTO推荐的切口形式［11］;(5)美国的Williamsburge桥采用的孔形［13］;(6)美国的BronxWhitestone桥采用的孔形［13］。图16种典型的横梁腹板切口形状(单位:mm)图2计算模型(单位:mm)切口形状影响研究的计算模型如图2(a)、图2(b)所示，模型由4个节段组成，每个节段长为3m，总长为12m，模型宽度为3m，由5根纵肋组成，纵肋形状为梯形，上下宽度分别为300、170mm，高280mm。横梁的高度为1m，桥面板、横梁腹板、纵肋的板厚分别为16、16、10mm，横梁下翼缘宽200mm，板厚为16mm。模型的加载荷载为面荷载，横向作用在L3的顶部，纵向作用在中间横梁H1两侧节段的跨中，共2个作用区域，作用范围都为200mm×600mm，关于H168铁道标准设计第58卷

计算模型,单位,切口形状

腹板连接焊缝端部及切口边缘的应力情况，研究切口形状对正交异性板疲劳性能的影响规律。2有限元模型本文选取6种典型的横梁腹板切口形状进行对比分析，如图1所示，分别为:(1)欧洲钢桥规范EC3推荐的公路桥切口形式［10］;(2)日本桥梁规范推荐的切口形式［12］;(3)欧洲钢桥规范EC3推荐的铁路桥切口形式［10］;(4)美国公路桥梁规范AASHTO推荐的切口形式［11］;(5)美国的Williamsburge桥采用的孔形［13］;(6)美国的BronxWhitestone桥采用的孔形［13］。图16种典型的横梁腹板切口形状(单位:mm)图2计算模型(单位:mm)切口形状影响研究的计算模型如图2(a)、图2(b)所示，模型由4个节段组成，每个节段长为3m，总长为12m，模型宽度为3m，由5根纵肋组成，纵肋形状为梯形，上下宽度分别为300、170mm，高280mm。横梁的高度为1m，桥面板、横梁腹板、纵肋的板厚分别为16、16、10mm，横梁下翼缘宽200mm，板厚为16mm。模型的加载荷载为面荷载，，横向作用在L3的顶部，纵向作用在中间横梁H1两侧节段的跨中，共2个作用区域，作用范围都为200mm×600mm，关于H168铁道标准设计第58卷
【作者单位】：中铁大桥局集团桥梁科学研究院有限公司;
【分类号】：U441.5;U443.31

【参考文献】