港口公路橋梁正交異性鋼橋面板疲勞荷載研究與疲勞壽命評(píng)估.pdf

1、近年來(lái)，隨著多軸重載車(chē)輛的不斷增加，港口公路橋梁正交異性鋼橋面板的疲勞問(wèn)題日益顯著。本文受?chē)?guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFC0701202）、交通運(yùn)輸部建設(shè)科技項(xiàng)目（2015318 J41270）和中央高?；究蒲许?xiàng)目（106112015CDJZR155508）的資助，以我國(guó)某港口公路橋梁為例，對(duì)正交異性鋼橋面板進(jìn)行疲勞荷載研究，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行疲勞壽命評(píng)估。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　　（1）以該港口公路橋梁連續(xù)1年的車(chē)輛荷載

2、數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，首先將通行車(chē)輛按照軸數(shù)和軸距相對(duì)關(guān)系劃分為7種車(chē)型，然后統(tǒng)計(jì)分析該橋的車(chē)流量和車(chē)重分布情況，并確定將車(chē)道4作為疲勞荷載研究和疲勞壽命評(píng)估的主要對(duì)象，再采用最小二乘法對(duì)各車(chē)型的軸載質(zhì)量和軸距分布進(jìn)行擬合分析，最后計(jì)算得到疲勞荷載譜。由疲勞荷載譜可知，港口公路橋梁的各車(chē)型等效疲勞車(chē)車(chē)重均大于10t，并且四軸以上貨車(chē)占比高達(dá)85.9％。
　?。?）選取該橋鋼橋面板結(jié)構(gòu)的橫隔板截面的頂板與U肋焊縫（P1）、橫隔板與U肋焊縫（P

3、2）、橫隔板開(kāi)孔邊緣（P3）、U肋對(duì)接焊縫截面的頂板與 U肋焊縫（P4）和U肋對(duì)接焊縫（P5）5個(gè)構(gòu)造細(xì)節(jié)作為研究對(duì)象，建立正交異性鋼橋面板的有限元模型，并在14m×1.8m（縱橋向×橫橋向）范圍內(nèi)施加移動(dòng)輪載，采用熱點(diǎn)應(yīng)力法計(jì)算各構(gòu)造細(xì)節(jié)的應(yīng)力影響面，對(duì)正交異性鋼橋面板進(jìn)行應(yīng)力分析。由應(yīng)力影響面可知，各構(gòu)造細(xì)節(jié)應(yīng)力在橫橋向的有效影響范圍小于1.2m，表明橫橋向相鄰兩輪載效應(yīng)間的疊加作用不明顯，在進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算時(shí)橫橋向可只考慮一組車(chē)輪加載

4、；確定了各構(gòu)造細(xì)節(jié)的輪載最不利加載位置。
　?。?）在疲勞荷載譜和應(yīng)力影響面基礎(chǔ)上，通過(guò)編程模擬車(chē)輛在鋼橋面板上的行駛過(guò)程，得到各構(gòu)造細(xì)節(jié)的疲勞應(yīng)力歷程，然后采用簡(jiǎn)化雨流計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)應(yīng)力循環(huán)，得到疲勞應(yīng)力譜，最后進(jìn)行疲勞壽命評(píng)估。由評(píng)估結(jié)果可知，四軸以上貨車(chē)對(duì)各構(gòu)造細(xì)節(jié)的疲勞損傷貢獻(xiàn)率占比超過(guò)90%，其中五軸車(chē)和六軸2類(lèi)車(chē)的疲勞損傷貢獻(xiàn)率最高，二者占比均為35%左右，三軸2類(lèi)車(chē)疲勞損傷貢獻(xiàn)率最低，不到1%；各構(gòu)造細(xì)節(jié)的疲勞壽命均小于