开孔及焊接对钢桥面板疲劳性能的劣化效应研究

发布时间：2021-01-17 18:35

　　为了解开孔及焊接对正交异性钢桥面板疲劳寿命的影响,设计含局部开孔及焊接构造的正交异性钢桥面板节段模型（M1、M2）进行疲劳试验。试验模型长2 700mm、宽1 400mm、高600mm,局部开孔为顶板螺栓孔,焊缝设置在局部开孔与螺帽连接处,采用单面焊。对试验模型进行荷载幅值均为250kN的疲劳试验,每加载25万次后进行静载测试。根据试验及有限元计算结果,分析该类钢桥面板疲劳抗力、裂纹开展,以及易损部位疲劳寿命。结果表明:正交异性钢桥面板经局部开孔和焊接后,疲劳裂纹萌生于螺帽焊缝焊趾处,为该正交异性钢桥面板的主导疲劳失效模式;正交异性钢桥面板局部开孔和焊接导致疲劳寿命降低,试验模型M1实际疲劳寿命为289万次,疲劳寿命降低约53%,试验模型M2实际疲劳寿命207万次,疲劳寿命降低约37%。 

【文章来源】：桥梁建设. 2020,50(S1)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

试验模型立面

2 个模型上各布置48个应力测点（M1、M2测点布置相同）。其中，纵肋与顶板焊接部位的顶板焊趾关键应力测点共布置6列，记为DU1T11～DU1T62和DU2T11～DU2T62；纵肋焊趾关键应力测点布置3列，记为U1T11～U1T32和U2T11～U2T32，顶板焊趾和纵肋焊趾关键应力测点分别距焊趾5mm、15mm。纵肋与横隔板交叉构造部位的关键应力测点距端部焊趾8 mm，记为UDT11～UDT24；距弧形开口5 mm，分别记为DH11～DH22，模型关键应力测点布置如图3所示。图3 模型关键应力测点布置

图2 试验模型加载横断面布置根据关键测点应力变化判断是否出现疲劳裂纹。若应力出现变化，利用超声波探伤仪进行检测，以确定是否发生疲劳开裂。加载区正下方螺栓孔及螺帽焊接处未能布置测点，采用视频监控和超声波探伤相结合的方法检测关键部位的疲劳裂纹。在疲劳荷载加载过程中，对螺栓孔及螺帽焊接处进行实时视频监控。当视频监控发现疑似疲劳裂纹时，立即停机进行超声波探伤确定。

【参考文献】：
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本文编号：2983390